该系统由楔形填充块、加强销和复合材料三部分组成,能够使建筑、桥梁承受更大的载荷,并显著提高其减振性能和防火防潮性能。
GangaRao教授介绍说:“即使过载状态下出现了节理裂纹,在该系统的帮助下建筑物也不会立刻倒塌。因此,该系统能够通过降低结构失效率,为社区提供安全保障,减少生命与财产损失。”
此外,采用该系统对建筑物进行改造比传统方法更具成本效益,所需的时间更少,改造效果也更好。
GangaRao教授还说:“老旧建筑维修成本高,劳动力强度大,因此,价格合理的维修方案能够为更多的建筑提高安全性。”
该研究团队在一个较空的实验室里进行了相关载荷试验。实验引入了两个混凝土部件——一根立柱和一根横梁,二者相互连接组成一个“T”型连接件,随后将楔形部件捆绑到两个90°直角的部位。
该系统能够配合混凝土、木材、复合材料等多种材料的结构部件使用。同样,根据具体应用情况的不同,楔形部件也可以采用不同的先进材料来制造。
除了材料,外形也是楔形部件最重要的特点之一,这意味着该部件能否对“T”型连接件的高应力区起到有效的缓解作用,而其外形设计则主要取决于载荷、材料及连接件的状态。
将楔形部件固定到连接件上以后,团队研究人员再将钢筋穿过楔块植入混凝土中,既固定了楔块又起到了一定的增强作用。
复合材料耐腐蚀性、耐久性更好,安装也比传统方法更便宜。因此,复合材料既适用于建筑结构材料,又可以作为建筑补强材料。
复合材料一旦固化,几种不同的材料就绑定在一起作为一个整体服役,因而更加坚固耐用。
测试结果显示,在没有辅助部件的情况下,“T”型梁柱将在7吨载荷条件下发生断裂;而在楔形系统辅助下,该团队进行的7次实验中有5次断裂载荷接近50吨。
下一步,GangaRao教授计划将在塔楼、格架结构和水上结构等真实工况条件下上进行现场测试。他的目标是在低成本前提下,为建筑、桥梁等提供最大的强度和耐用性,同时实现快速、简便安装。