研究人员使用玻璃开发ATLAS工作台

一名土木工程系的博士生用异常坚固的玻璃制成了一张长凳EPFL和一个刚毕业的建筑系学生合作。许多公司为了扩大对这个高度创新项目的支持,开辟了新的领域。

亚历山大·沃尔霍夫和贾戈达·卡帕。©Marc Delachaux / EPFL 2017

土木工程博士Jagoda Cupać通过结合EPFL建筑师Alexander Wolhoff的知识,已经建立了将玻璃变成超耐材料的可能性。他们的项目吗?开发了一个六米长的玻璃工作台,叫做ATLAS。许多公司通过使用新材料和新工艺为这个项目的成功做出了贡献。欧洲杯足球竞彩ATLAS工作台被认为是一个真正的技术原型,将在劳力士学习中心展示整个学期。

在当代建筑中,玻璃不仅仅用于窗户,还被用于许多其他用途。它无处不在——在屋顶、墙壁、地板、楼梯和横梁上——而且这在近期内不太可能改变。因此,就像阿特拉斯(Atlas)这个注定要永远支撑天空的神话人物一样,工程师们也面临着自己的史诗般的挑战,即将玻璃转变成一种承重材料,这种材料被认为与混凝土或钢铁一样有弹性,同时又不会失去其标志性的透明度。

加强和后张力玻璃

Cupać在克罗地亚攻读土木工程硕士学位时,最初专攻玻璃电阻。在此之后,她在弹性钢结构实验室(RESSLAB)完成了论文,重点是测试玻璃梁,这些玻璃梁经过加固,然后用不锈钢片进行后张拉。这些光束的性质尚不为人所知,EPFL以前也几乎没有研究过。钢是机械拉伸的,在后张拉过程中,在连接到玻璃梁之前,以使它更牢固。

为了确定最坚固的结构,研究人员进行了数十次抗弯试验。“玻璃梁使用不锈钢棒进行预应力,然后沿着梁粘上,并连接在两端。预应力增加了玻璃的抗弯能力。当一个玻璃屋顶或地面裂缝异常沉重或破坏者,例如,这些光束可以确保每个人内部和外部的建筑是安全的,因为梁的拉伸应变,使玻璃更韧性——这意味着它可以处理重大扭曲。这可以防止结构在没有预警的情况下立即断裂。”解释Cupać。她的研究结果挑战了人们对玻璃脆弱性的固有观念,实际上,玻璃可以像更标准的承重材料一样具有延展性和弹性。欧洲杯足球竞彩

三种类型的预应力玻璃

除了她论文的理论部分,Cupać提出了三种可以直接应用于建筑的预应力玻璃。这就是她如何想到与Alexander Wolhoff合作的想法,Alexander Wolhoff最近在EPFL完成了建筑学硕士学位。“与建筑师合作意味着我可以将我的论文成果直接应用到建筑领域。这增加了艺术角度,使整个项目更有趣。”说Cupać。Wolhoff还强调了分享知识的重要性:“这两种不同专业领域的结合之所以如此丰富,是因为我们必须让彼此走出自己的舒适区,变得有创造力。如果没有这种深入的交流和我们相互倾听的意愿,ATLAS项目就不可能实现。”

阿特拉斯项目

这就是ATLAS的起源。这是一个由三个后张拉钢梁和两个高性能纤维增强混凝土(HPFRC)支撑块组成的工作台。这些砖块被着色,并用一层闪亮的清漆覆盖它们,然后它们将负载从横梁转移到地面。Wolhoff为这个项目制作了一种独特的混凝土,部分是基于他自己的研究。EPFL的结构维修和安全实验室(MCS)协助建造了这两个支架。MCS实验室的博士生Christophe Loraux是这个项目的一部分,他建议Wolhoff使用HPFRC而不是标准的混凝土,这在这种应用中有很多缺点:“使用HPFRC是有意义的,因为它与玻璃很相配。这意味着我们将两种高度耐腐蚀的材料结合在一起,它们会随着时间的推移而变得稳定。”欧洲杯足球竞彩这可能是对这位希腊神话人物的又一种肯定。

由MCS实验室产生的合成纤维生产的HPFRC在提供了许多益处时选择了:它不会随着时间的推移而磨损,易于铸造,并且机械抵抗 - 无论是拉伸强度和何时压缩。所得材料可以导致混淆:它看起来比标准混凝土更像瓷器。ATLAS项目使用了这个视觉方面:替补席看起来像瓷器和玻璃之间的东西,并且旁观者确实被原谅了,假设它是脆弱的。

激发赞助商的好奇心

为了获得其他材料,研究人员必须让潜在的赞欧洲杯足球竞彩助商满意,Cupać解释道:苏黎世一家专门从事后张力预应力(一种用于混凝土桥梁建设的方法)的公司从未听说过这种玻璃-钢组合,并同意自费提供钢材。我们想要的粘合剂往往只用于电子元件,尽管我们认为它在其他方面有很大的潜力。它是由一个主要的玻璃幕墙建筑商组装起来的,之前也没有听说过这种类型的梁。”

ATLAS长凳将首次在EPFL校园的户外展示,然后可能被转移到一个更持久的室内位置。Cupać和沃尔霍夫还在寻找最佳地点。

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