このバージョンのIndustryInsightsでは, 私たちはインタビューした ゴードンW. バートレット, 構造, G.W. Bartlett and AssociatesLLCの石油エンジニア兼CEO. ゴードンは素材に関して豊富な実績があります, だから話すことができます かなり のアイデアによく "軽量技術ogy" (LWT) そのまま 関連する 構造部材と設計に. このQ&Aは彼の経験を紹介し、軽量テクノロジーの内容と理由について詳しく説明します。.

ゴードン・バートレット

G.W.バートレットアンドアソシエイツのCEO

ゴードンは教育への献身を例示しています: 彼は化学工学の理学士号と博士号を取得しています。. 原油生産の構造ダイナミクスに焦点を当てた石油工学の分野. 彼は化学および石油工学の引退した教授であり、 40 主題に関する国際的な出版物. 専門的に, ゴードンは元原油生産エンジニアでした, リサーチコンサルタント, トリニダード・トバゴ政府のチーフエネルギーコンサルタント.

彼の焦点は、倉庫および製造建設用のLWTの開発にあります。. これにより、彼はカリブ海の低所得世帯向けに手頃な価格の住宅を設計して提供することができました。.

軽量技術の基礎

Q: 軽量テクノロジーとはどういう意味ですか?

あ: 私たちの意味 "軽量テクノロジー" 構造工学内の技術またはブランチであり、 を利用する 従来のものと同等の構造強度を達成できる鋼製セクションまたはシステム 対応する鋼のセクション 以上の重量の減少 50 パーセント. 現在、注意する必要があります, 従来の鉄鋼システムの各セクションタイプ (例えば. H,私,LセクションとTセクション) 以上です 500% 特定の表面のLWTセクションの各メンバーよりも重いため、フィールド操作中の取り扱いロジスティクスを大幅に改善できます.

たとえば、それぞれの重量が 3.93 ポンド/線形フィート, それは 可能 従来のI断面と同等の曲げ強度を持つ断面システムを構築する 25.4 ポンド/線形フィート..

Q: 業界は現在LWTをどのように使用していますか?

あ: エンジニアリング材料の文献のレビューは、これらのLW材料が構造支持材料として建設業界で使用されていることを示しています, 壁ブレース用 (スタッド), 屋根ふきサポート (垂木) 低いまたはゼロの構造的完全性を必要とする修理のための既存の構造における従来の重鋼セクションおよび/または鉄筋コンクリート間の限定的な使用とともに.

最も一般的に, LWセクションは、高い構造容量のセクションをサポートするためにのみ単一の部材として使用されており、設計されたものよりも高い構造的完全性を必要とする特定の建設活動のために構造的に結合または製造されていません。.

したがって、注意することが重要です, LW部材は、ワイドフランジセクションまたはSビームの代わりに使用されていませんが、より構造的に支配的な一次耐力部材に荷重を支持および/または分散する二次部材として使用されています。.

完全にLWTを使用した山頂ツリーハウス建設. 右に示す屋根の梁/柱/ガセットの設計

業界の現在および将来の状態についての考え

Q: このユニークな業界は次のどこに行くと思いますか 5 年?

あ: 今後5年間で、業界は低コストの住宅市場によって牽引されるでしょう。, 商業および工業用建設. したがって、, ここでC母屋 (IセクションおよびHセクションのカラムのオンサイト製造に使用される主要セクション, 杭と梁) 現在は 1.2 厚さ1.5mm, 業界は、厚さをおそらく2.5mm以上に増やすように動きます. CとZに加えて- 母屋, 母屋メーカーは、断面二次特性を改善するために、ラインに幾何学的形状を追加します.

これらの改善が行われるにつれて, これらの部材の構造耐荷重能力は増加するはずです, これにより、業界はよりコストのかかる従来のセクションをより低コストのLWセクションに置き換えることができます。. 全体的な効果により、建設コストが削減され、以前は不経済と見なされていた建設プロジェクトが経済的に実行可能であると見なされるようになります。.

例えば: アン 私はビームします 厚さ 2.5 mm の鋼製 C 母屋を使用して溶接を行わずに現場で製造すると、同等の重量鋼セクションと同等の二次慣性モーメントを持ち、 に近いの軽量化 200%.

これらの効果 努力 今後5年間で業界の拡大をもたらすことを願っています.

Q: これらのLWTセクションを設計するためにエンジニアが使用している手法は何ですか?

あ: すぐに, SkyCivの研究能力に焦点が当てられる, これにより、エンジニアは、単一の母屋の形状と軸の向きを別の母屋に対して操作し、これらの変更の結果として生じる影響を調査できます。. したがって, の組み合わせから単一のIセクションを設計する際に 2 類似または非類似のC母屋, またはいくつかのC母屋の組み合わせからのトラスセクション, エンジニアは、LWセクションの仕様と環境条件の変更による影響を調査できます。 (風, 雨, 雪, 地震など) 断面二次モーメント, 耐荷重性, たわみと曲げモーメント.

これらの分析から生成されたSkyCivプラットフォームレポートは、最終的にLWセクションメンバーをカスタマイズするためのオンサイト製造を指示します. SkyCivプラットフォームからのこの一連の計算の最後のステップは、各セクションメンバーの重量と構造の完全性を最適化することです。, これにより、1ポンドあたりの削減を通じて建設コストを最小限に抑えることができます。. 建設過程で利用される鋼の.

Q: LWコンポーネントは特別な材料で作られていますか? これらの資料はすぐに入手できますか?

あ: 幸いなことに、これらのLWコンポーネントは特別な素材で作られていません。. 厚さが異なる標準的な溶融亜鉛めっき低炭素鋼板 1.2 ほとんどの場合、冷間成形プロセスを利用して、最大1.5mmをLWコンポーネントに成形します。 . これらの成形プロセスは十分に確立されており、標準化されたボルトとネジの接続のコードは、構造工学の文献に十分に文書化されています。.

低炭素鋼は現在、世界の主要な鉄鋼サプライヤーから購入するすべての国で容易に入手できます。 (我ら, ブラジル, インドと中国).

を使用して建設中の2階建ての豪華なオーシャンフロント 100% LWT; 右に示すユニークな杭/柱/床梁の接続

LWTの長所と短所は何ですか?

Q: 軽量化以外, LWTイノベーションの良い点は何ですか?

この革新のポジティブな点のほとんどは、軽量テクノロジーのメインテーマに包まれています。. しかしながら, いくつかの主な間接的な利点は次のとおりです。:

  • これらの建設資材の輸送と取り扱いのロジスティクスは大幅に削減され、重機の代わりに手作業で処理できます.
  • このイノベーションの利用によるコスト削減の増加により、以前は不経済だった建設プロジェクトが、特に低労働レベルから未熟練労働レベルで経済的に実行可能な雇用創出者として再開されました。.
  • これからの注目すべきスピンオフは、労働者の雇用の可能性が、特に低労働者から未熟練労働者への大量の供給がある不況の経済において強化されることです。. これは、ポストで建設業界で増加している失業統計を緩和することに手ごわい影響を与える可能性があります- ラテンアメリカとカリブ海に関する最新の報告書でIMFが世界のこれらの地域では実質所得と雇用が 2025, 他のどの地域よりも. 役職 2025, これを防ぐために世界の指導者による積極的な努力がない限り、雇用はわずかに増加します. したがって、LWTによる構造工学は明らかな貢献者です.
  • このLWTの革新は、すでに家庭用および農業用のDIYプロジェクトの増加を引き起こし始めています。. 追加, 交換や修理が増えており、それに対応して軽量構造部材の需要も高まっています。.
  • 安全性が建設現場で常に主要な関心事である場合, 時間のロスを伴う事故, 軽量の建設資材の使用が増えるにつれて、負傷者や死亡者さえも減少します. 実際には, OSHAの統計によると 20% すべての労働者の死亡のうち、建設業界とその数字の 28% によって引き起こされます: 私) 重い鋼に打たれた、またはその下に固定されている、およびii) 重鋼によって、または重鋼の間で圧迫されている. LWTは、これらの数値を削減する上でその役割を果たすことができます.

Q: これらの軽量セクションに欠点はありますか?

  • 最初の制限は、大規模な活荷重と死荷重を伴う大規模な建設を受ける現在の能力です。. たとえば、5階建てを超える高層構造物, 産業用船舶の建造と長大橋は明らかな制限です.
  • 現在、LWTの使用に関するコードは、その使用が十分にまたは完全に確立されていないため、より広範な構造工学の文献で制限されているか、利用できません。. 時間と継続的な使用により、業界はそのようなものを開発します.
  • テクノロジーは特定のプロジェクトのカスタム設計によって推進されているため、その使用のためのソフトウェアパッケージはまだ開発されていません。. カスタム形状の梁部材の構造的完全性の分析には、エンジニアリングの第一原理が必要です。これは、通常は非標準である各セクション部材の非常に面倒な数学モデルによって実現されています。. したがって、設計を支援するコンピューターパッケージは、テクノロジーの使用に遅れをとっています。.

ヒルサイド LWTを利用したコテージ; 左側の切妻屋根トラスデザイン

LWTが構造工学業界に与える全体的な影響は何だと思いますか?

この技術は、基本的に軽量鋼セクションを利用して、設計されたものをはるかに超える耐荷重能力を実現します. これにより、業界はこれらのセクションの使用を、鉄筋コンクリートおよび従来のセクションをサポートするという本来の役割から、大幅に削減されたコストでスタンドアロン構造を提供できる軽量の組み合わせセクションの作成にまで拡大することができました。. これは業界に大きな影響を与えてきました.

鋼断面の単位重量あたりの表面積の固有パラメータを批判的に調査することによって, SE業界は、Ixxなどの設計パラメータの使用を拡大できます, IyyとIzzは、はるかに大きな荷重に耐え、それに対応してより大きな構造安定性を備えた構造能力を備えたLWコンビネーションセクションを実現します。.

したがって、母屋の製造業者は、カスタムセクションの設計に必要な現場での製造量を減らすために、構造工学市場に厚さを増し、形状を変化させる母屋を提供するためにツールを拡張しています。.

このような業界洞察記事で取り上げられることに興味がありますか? 件名を添えてご連絡ください "業界の洞察" あなた自身についての情報とあなたが話したいことを教えてください.

お問い合わせ