Супергвоздь борется с ураганом за деревянные дома

Как-то в 1995 году, ещё будучи студентом, американский инженер Эд Сатт (Ed Sutt) поехал осматривать разрушенные ураганом дома. Он удивился, что ударов стихии в большинстве случаев не выдерживали вовсе не доски, а скреплявшие их гвозди. Тогда он впервые задумался над задачей, за решение которой и получил от коллег прозвище "Доктор Гвоздь".

За последующие годы 14 крупных ураганов и тропических штормов разрушили сотни тысяч зданий в США. Сатт активно изучал подобные повреждения — и не зря.

 

 

На конкурсе лучших инноваций года простой гвоздь, придуманный Эдом, выиграл у космических спутников, электронных книг и ноутбуков.

Ежегодный обзор "Лучшие новинки" ("Best of What's New") от журнала Popular Science обнародовал список наиболее выдающихся инноваций 2006 года.

Состав победителей этого конкурса очень разнообразен: от самого быстрого серийного автомобиля Bugatti Veyron и человеческого мочевого пузыря, выращенного в лаборатории, до экстравагантного, как по внешнему виду, так и по внутренней конструкции, здания олимпийского бассейна Watercube, возводимого в Пекине.

Некоторые выдающиеся инновации 2006 года по версии Popular Science: олимпийский бассейн Watercube; выращенный из человеческих клеток полноценный орган — мочевой пузырь; 1001-сильный спорткар Veyron; удивительный оптический прибор Celestron SkyScout ($400). О последнем стоит упомянуть отдельно: он рассказывает пользователю о любой видимой простым глазом звезде, а также о планетах Солнечной системы, на которую направлен окуляр. В прибор встроена база данных о тысячах небесных объектов, а также GPS-навигатор и датчики пространственного положения, чтобы точно определять, на какую звезду или планету человек смотрит в данный момент. SkyScout сможет подсказать, где искать объект, который человек выбрал из списка (фотографии и иллюстрация Popular Science).

Но среди отличившихся новинок особенно выделяется предмет, названный "Лучшим изобретением года". Это HurriQuake — новаторский гвоздь, призванный уменьшить масштаб разрушения зданий при ураганах.

Странной, на первый взгляд, проблемой озаботился инженер Эд Сатт (Ed Sutt) из компании Stanley Bostitch. Казалось бы — ну чем тут поможет какой-то гвоздь? Просто дома надо делать прочнее!

Однако прочнее — значит дороже, а это немаловажный фактор. Вся прелесть нового гвоздя в том, что он позволяет увеличить стойкость деревянного дома к действию ураганного ветра при минимальных затратах: 4 тысячи гвоздей HurriQuake стоят $45.

HurriQuake и здания, которые построили без его использования (фотографии Popular Science и Stanley Bostitch).

Чем же новинка отличается от "просто гвоздя"?

Начнём со шляпки. Её площадь на 25% больше, чем у шляпок традиционных гвоздей с тем же диаметром стержня. Это резко снижает риск отрыва доски (фанеры) от бруса при воздействии на крышу дома сильного ветра и образовании над крышей зоны низкого давления.

То есть с обычными гвоздями при ударе стихии нередко происходит вот что: сами они удерживаются в каркасе дома, а вот прибитая ими деталь улетает прочь, даже если гвоздь не разорван — его шляпка просто расширяет отверстие вокруг стержня гвоздя и далее проходит сквозь доску.

Основные особенности гвоздя: 1 — расширенная шляпка, 2 — спиральные зубья, 3 — полимерное покрытие, 4 — кольца (иллюстрация Stanley Bostitch).

Под самой шляпкой HurriQuake находится участок с крупными спиральными лезвиями. Как ни странно, они предназначены вовсе не для повышения прочности. Они гасят колебания досок, предшествующие их полному отрыву. Ведь прежде, чем кусок крыши или стены улетит, его расшатывают турбулентные потоки вокруг здания.

Небольшие по амплитуде колебания доски из-за того, что гвоздь начинает поддаваться и немного "выползает" из деревяшки, в которую он вбит, расшатывают всё соединение, прежде чем оно окончательно сдастся ветру. А спиральные зубья новинки работают в этой ситуации как амортизаторы.

Далее у гвоздя идёт гладкий стержень, покрытый тонким слоем пластика, делающим забивание более лёгким и точным. Создатели новинки считают, что гладкая хвостовая часть уменьшает вероятность перекоса гвоздя при финальных ударах молотком.

Наконец, в самом низу, вблизи острия, находится наконечник из ряда кольцевых зубьев. Они впиваются в дерево и значительно увеличивают усилие, необходимое для вырывания гвоздя из каркаса дома.

Здесь показано, что новый гвоздь успешно противостоит сдвигу, а главное — не позволяет доске отрываться под порывами ветра (справа — обычный гвоздь) (иллюстрация Stanley Bostitch).

Авторы этого супергвоздя утверждают, что он предотвращает (полагаем, точнее будет сказать "многократно снижает риск") отрыв крыши при порывах ветра скоростью до 272 километров в час.

Кстати, вторая половина названия HurriQuake намекает на то, что чудо-гвоздь увеличивает устойчивость деревянного дома и при землетрясениях. Стены будут трещать по швам, но не развалятся (или будет разрушена меньшая часть дома, в сравнении со зданиями, построенными с использованием обычных гвоздей).

На шляпках HurriQuake компания Stanley Bostitch ставит крупную маркировку. Мол, инспекторы, покупатели, строители и все прочие интересующиеся сразу увидят — этот дом не только ладно скроен, но и крепко сшит.

Статья получена: Membrana.ru