Kahn system
 Varumärke
| |
| Processtyp | Fysisk |
|---|---|
| Industrisektor(er) | Byggnadsteknik |
| Huvudteknologier eller delprocesser | Förstärkt betong |
| Råmaterial | Betong och stål |
| Uppfinnare | Julius Kahn |
| Uppfinningens år | c. 1900 |
| Utvecklare | Trussed Concrete Steel Company |
Kahn -systemet är en industriell byggteknik för förstärkning av byggnader som konstruerades och patenterades av Julius Kahn . Kahn-systemet är en industriell konstruktion med Kahn-fackverksstången som bas. Denna stålstång var en ny typ av armeringsjärn som användes i betong och hade unika konstruerade egenskaper för att fördela spänningar.
Kahn såg problem med de betongförstärkningssystem som användes vid byggnadskonstruktion i slutet av 1800-talet. Den befintliga konstruktionstekniken på den tiden var att använda betong med ett vanligt rakt stål i mitten av en betongbalk. Stålet i betongen skulle glida om det fanns ens det minsta utrymme mellan den härdade betongen och stålet och det skulle bryta vidhäftningen. Den huvudsakliga armeringsstången hade balkelement av vanligt stål som var stelt fast vid sig. Denna diagonala spänning spräckte armeringsjärnsbalkarna eftersom vidhäftningen bröts. Detta orsakade svaghet i den betong-/stålarmerade balken och ett fel som kunde orsaka katastrofala resultat.
Beskrivning
En armerad balkstång i början av 1900-talet bestod av ett vanligt rakt stål i mitten av en formgjuten betongform. Balken skulle brista i linje med huvudspänningarna i betongen genom skjuvning. Det vanliga raka stålet placerades i en innesluten form och betong hälldes i. Denna sammansatta blandning av stål och betong härdade sedan och blev den armerade balkstången. Men i vissa fall fanns det en liten luftspalt mellan stålet och den härdade betongen som gjorde att stålet kunde röra sig och glida. Detta försvagade den förstärkta balken från dess ursprungliga fullstyrka. Detta innebar att denna försvagade spräckta balk kunde gå sönder och gå sönder under den tunga belastningen från byggnaden den stödde.
Kahn upptäckte att betong var mycket starkare i kompression än spänning, så kom på idén att fördela spänningarna. Han gjorde vetenskapliga ingenjörsexperiment och skapade konceptet att om stålbalkens kanter böjdes tillbaka i en 45-graders vinkel, bildade utskjutande flikar eller "vingar" innan de gick in i den gjutna formen, vilket ledde till bättre spänningsfördelning. De vingklippta delarna kapas och vänds upp för att bilda en vinkel från den tunna kanten av stålstången men är fortfarande permanent fästa. När den våta betongblandningen hälldes och härdades skedde ingen glidning av stålbalken eftersom dragspänningen är fördelad i balken.
Denna nya stil konstruerade stålbalk kallades "the Kahn trussed bar", ibland förkortad till bara "the Kahn bar". Den trussade stålstången hade uppböjda "vingar" på varje sida. "Vingarna" på stålstången gav 20–30 % extra styrka till en armerad betongbalk jämfört med den gamla tekniken med vanliga raka släta stålstänger eller -stänger. Det primära konceptet med Kahn-stången var att den gav förstärkning i både det vertikala och horisontella planet samtidigt som den förenklade konstruktionen. De huvudsakliga linjerna för skjuvspänningar i en balk har en 45-graders vinkel, så de vinklade "vingarna" överförde spänningen ner till den huvudsakliga armeringsstålbalken.
Kahn-stången är av högkvalitativt stål med en elasticitetsgräns på 42 000 pund och draghållfasthet på 70 000 pund per kvadrattum. Kahn bildade sitt eget företag 1903 som heter Trussed Concrete Steel Company (aka "Truscon Steel Company") beläget i Youngstown, Ohio , för att tillverka dessa speciella stålstänger som används i armerade betongbalkar.
En annan ny konstruerad innovation av Kahn var stålformer byggda med "ribbor" istället för "vingar". Det var ett derivat från Kahns patent från 1903. Denna avancerade teknik marknadsfördes av Trussed Concrete Steel Company med varumärket Hy-Rib- produkter. Kahn-systemet av armerad betong är första gången en bilfabrik byggdes; det var för Packards bilfabriksfabrik byggnad nummer 10 designad 1903–05. Kahn-systemet med förstärkningsprodukter hade använts i över 1500 byggnader i USA 1907.
Kahn trussed bar applikationer
Kahns patenterade uppfinning är en stålstång med 45-graders diagonala "vingar" som flera mindre element som är styvt fästa på huvudelementet. Tanken med "ving"-tekniken är att spänningarna fördelas över hela den förstärkta huvudbalken. Stålet glider då inte in i den härdade betongen.
Ingen stålarmering i betong orsakar brott som en krita
Horisontell armering av rak stål orsakar att stång separerar från betong
Endast lösa stålbygelförstärkningar orsakar ojämn spänningsfördelning
Kahn stångarmeringstest till förstörelse som visar idealisk spänningsfördelning
En annan viktig egenskap hos Kahns fackverksstång och Kahn-systemet av armerad betong var dess motståndskraft mot brand.
Se även
- Albert Kahn Associates
- Hy-Rib
- Manistee Watch Company
- Truscon Laboratories
- Trussed Concrete Steel Company
Bibliografi
- Bucci, Federico (2002). Albert Kahn: Arkitekt av Ford . Princeton Architectural Press . ISBN 978-1-56898-343-1 .
- Buel, Albert Wells (1904). Armerad betong . The Engineering News Publishing Company. sid. 336 . LCCN 04028218 .
- Cody, Jeffrey W. (2005). Exporterar amerikansk arkitektur 1870–2000 . Routledge . ISBN 978-1-135-80487-9 .
- Ferry, W. Hawkins (1970). Arvet efter Albert Kahn . Wayne State University Press . ISBN 0-8143-1889-4 .
- Hildebrand, Grant (1974). Designa för industrin: Albert Kahns arkitektur . MIT Press . ISBN 978-0-262-08054-5 .
- Hughes, Agatha C.; Allen, Michael Thad; Hecht, Gabrielle (2001). Technologies of Power: Essays in Honor of Thomas Parke Hughes och Agatha Chipley Hughes . MIT Press. ISBN 978-0-262-51124-7 .
- Matuz, Roger (2002). Albert Kahn: Byggare av Detroit . Wayne State University Press. ISBN 0-8143-2957-8 .
- Nelson, George (1939). Industriell arkitektur av Albert Kahn, Inc. Architectural Book Publishing Company. LCCN 39005868 .
- Skinner, Joan S. (1997). Form och fancy: Fabriker och fabriksbyggnader av Wallis, Gilbert & Partners, 1916–1939 . Liverpool University Press. sid. 290 . ISBN 978-0-85323-612-2 .
- Kahn System Standards: A Hand Book of Practical Calculations and Application of Armed Concrete . Trussed Concrete Steel Company. 1910.
- Webb, Walter Loring; Gibson, William Herbert (1916). Betong och armerad betong: en kondenserad praktisk avhandling om problemen med betongkonstruktion, inklusive cementblandningar, tester, balk- och plattkonstruktion, byggnadsarbeten, stödmurar, etc. American Technical Society. LCCN 16005347 .
Vidare läsning
- Siri, Joseph."Arkitekturen av jordbävningsmotstånd: Julius Kahns Truscon Company och Frank Lloyd Wrights Imperial Hotel." J. Soc. Av Arkitekt. Hist. , mars 2008. pp PP. 78–105.
- Structurae. "Robert Maillart." Internationell databas och galleri av strukturer. Webb. 20 april 2013
- TRUSCON. "TRUSCON: De första femtio åren, 1907–1957." april 1957.
- Trussed Concrete Steel Co. "Kahn Building Products." 1913.
- Trussed Concrete Steel Co. "Kahn System av armerad betong." juni. 20, 1904.
- Trussed Concrete Steel Co. "United Steel Sash." 1912.
externa länkar
- Kahn system av armerad betong
- Betong- och metallkonstruktion, patent nr. US736602 A
- Albert Kahn och hans "Kahn-crete": The Revolutionization of Factory Architecture
- Video om "Engineering Industrial Architecture: Albert Kahn and the Trussed Concrete Steel Company"
- Michigan Historical Collections, Bentley Historical Library, University of Michigan, Albert Kahn Papers, 1896–2011