Čelične konstrukcije se intenzivno koriste u modernoj arhitekturi zahvaljujući svojim prednostima kao što su visoka čvrstoća i brza izgradnja. Unatoč tome, kako bi se zajamčio dugotrajan - stabilan rad čeličnih - strukturiranih zgrada, dizajn trajnosti je od vitalnog značaja. Sljedeće razrađuje kako produljiti vijek trajanja čeličnih - strukturiranih zgrada kroz racionalno projektiranje s više aspekata.
I. Razmatranje čimbenika okoliša
1. Analiza klimatskih uvjeta
Klimatski uvjeti znatno variraju u različitim regijama, vršeći različite utjecaje na trajnost čeličnih konstrukcija. U područjima visokih - temperatura, čelik je sklon puzanju, što smanjuje strukturno opterećenje - nosivosti. U hladnim područjima čelik može postati lomljiv na hladnoći, što dovodi do smanjenja žilavosti. U obalnim područjima visoka - vlaga i slana - magla mogu ubrzati koroziju čelika. Na primjer, čelične - strukturirane zgrade u regiji Južnog kineskog mora u Kini korodiraju puno bržom brzinom od onih u kopnenim područjima zbog dugotrajne - izloženosti visokoj temperaturi, visokoj vlažnosti i eroziji - slanom maglom. Stoga je prije projektiranja bitno sveobuhvatno razumjeti lokalne klimatske podatke, uključujući temperaturu, vlažnost, oborine, osunčanost itd., te u skladu s tim usvojiti ciljane mjere zaštite.
2. Procjena industrijskog okruženja
Ako se zgrada s čeličnom strukturom - nalazi u industrijskom proizvodnom području, potrebno je uzeti u obzir eroziju čelika industrijskim otpadnim plinom, otpadnom vodom i ostacima. Na primjer, oko kemijskih poduzeća, kiseli plinovi kao što su sumporni dioksid i klorovodik u otpadnom plinu će kemijski reagirati sa čelikom u vlažnom okruženju, ubrzavajući koroziju. Otpadne vode koje sadrže ione teških - metala koje stvaraju metalurška postrojenja također će uzrokovati koroziju ako dođu u dodir s čeličnom strukturom. Tijekom procesa projektiranja potrebno je procijeniti sastav, koncentraciju i uzorke emisije industrijskih onečišćujućih tvari te provesti učinkovite mjere zaštite.
II. Odabir materijala i optimizacija performansi
1. Odabir čelika - otpornog na koroziju
Za zgrade sa specifičnim zahtjevima trajnosti može se odabrati čelik otporan na vremenske uvjete. Čelik otporan na atmosferske uvjete može stvoriti gusti oksidni zaštitni film u atmosferskom okruženju, sprječavajući daljnju koroziju. Njegova - otpornost na koroziju je 2 - 8 puta veća od one običnog ugljičnog čelika. Na primjer, u nekim otvorenim - zračnim mostovima i industrijskim tvorničkim zgradama, primjena čelika otpornog na atmosferske utjecaje može značajno produžiti životni vijek konstrukcije. Osim toga, nehrđajući čelik također pokazuje izvrsnu otpornost na koroziju - i često se koristi u zgradama s visokim zahtjevima za izdržljivošću i estetikom, kao što su ukrasne čelične konstrukcije velikih poslovnih zgrada.
2. Usklađivanje svojstava čelika
Potrebno je osigurati da čvrstoća, žilavost, zavarljivost itd. čelika budu dobro - usklađeni. Iako čelik visoke - čvrstoće može povećati nosivost konstrukcijskog opterećenja -, može žrtvovati nešto žilavosti. U područjima - sklonim potresima, čeliku s dobrom kombinacijom čvrstoće i žilavosti treba dati prednost kako bi se osigurala sigurnost i trajnost konstrukcije pod djelovanjem potresa. U međuvremenu, treba uzeti u obzir zavarljivost čelika kako bi se izbjegla degradacija svojstava čelika tijekom procesa zavarivanja, što bi moglo utjecati na ukupnu trajnost strukture.
III. Optimizacija konstrukcijskog dizajna
1. Dizajn za izbjegavanje nakupljanja vode i prašine
Nakupljanje vode može zadržati čelik u mokrom stanju dulje vrijeme, ubrzavajući koroziju. Nakupljanje prašine može apsorbirati vlagu, stvarajući otopinu elektrolita i potaknuti elektrokemijsku koroziju. U dizajnu krova treba postaviti odgovarajući nagib odvodnje kako bi se osiguralo brzo otjecanje kišnice. Općenito, nagib odvodnje ne smije biti manji od 5%. Za dijelove sklone nakupljanju prašine, kao što su spojni čvorovi čeličnih greda i stupova, površina treba biti projektirana tako da bude što je moguće glatkija kako bi se smanjila vjerojatnost nakupljanja prašine. Štoviše, potrebno je uspostaviti redovite prolaze i objekte za čišćenje kako bi se osoblju za održavanje olakšalo čišćenje prašine.
2. Smanjenje koncentracije stresa
Područja koncentracije naprezanja - sklona su nastanku i širenju pukotina, smanjujući trajnost strukture. U projektiranju čeličnih konstrukcija treba izbjegavati nagle promjene presjeka komponenti, na primjer, usvajanjem postupnog oblika prijelaza presjeka -. Za dijelove s rupama, urezima itd. potrebno je poduzeti odgovarajuće mjere pojačanja, kao što je ugradnja prstenova za pojačanje ili ploča oko rupa. Nadalje, oblik i položaj zavara treba biti projektiran racionalno kako bi se izbjegla koncentracija zavara, smanjio zaostali napon zavarivanja i ublažio utjecaj koncentracije naprezanja na trajnost konstrukcije.
IV. Dizajn protiv - korozije i zaštite od požara -
1. Dizajn - antikorozivnog premaza
Tipično se usvaja višeslojni - slojni sustav antikorozivnog premaza koji se općenito sastoji od temeljnog premaza, međusloja i završnog premaza. Temeljni premaz, koji je u izravnom kontaktu s čeličnom površinom, služi za sprječavanje hrđe i poboljšava prionjivost. Može se odabrati temeljni premaz bogat epoksidnim cinkom -, jer njegov visok sadržaj cinka pruža katodnu zaštitu čelika. Međusloj uglavnom služi za ispunjavanje i povećanje debljine premaza, poboljšavajući učinak zaštite premaza. Epoksidni međusloj od liskuna željeznog oksida prikladan je izbor. Završni premaz se koristi za zaštitu temeljnog i međusloja, a istovremeno pruža ukras i otpornost na vremenske uvjete, kao što je akrilni poliuretanski završni premaz. Ukupna debljina premaza određuje se prema okruženju uporabe. Općenito, ne smije biti manji od 120 μm u zatvorenim okruženjima i ne manji od 150 μm u vanjskim ili korozivnim okruženjima.
2. Projekt zaštite od požara -
Na temelju zahtjeva za stupanj zaštite od - požara zgrade, treba odabrati odgovarajuće mjere - zaštite od požara. Za čelične - strukturirane zgrade s visokim zahtjevima za zaštitu od požara - mogu se koristiti debeli - premazani vatrootporni - premazi. Debljina premaza općenito se kreće od 8 - 50 mm, a granica otpornosti na vatru - može doseći 2 - 3 sati. Vatrootporne - ploče, kao što su ploče od kamene vune i ploče od vermikulita, također se mogu koristiti za oblaganje. Ove ploče ne samo da imaju dobru - otpornost na vatru, već također nude određene učinke toplinske - izolacije i toplinske - izolacije. Pri projektiranju - zaštite od požara, ključno je osigurati kompatibilnost između vatrootpornog - sloja i anti{20}} korozivnog sloja kako bi se izbjegle bilo kakve štetne interakcije.
V. Dizajn održavanja i nadzora
1. Izrada plana održavanja
Tijekom faze projektiranja treba formulirati detaljan plan održavanja, specificirajući ciklus održavanja, sadržaj održavanja i metode održavanja. Redovito provjeravajte cjelovitost površinskog premaza čelične konstrukcije. Ako se otkrije bilo kakvo oštećenje, ljuštenje itd., odmah ga popravite. Provodite redovita ne{4}} destruktivna ispitivanja na ključnim dijelovima strukture, kao što su ultrazvučno ispitivanje i ispitivanje magnetskim česticama, kako biste provjerili nedostatke poput pukotina. Istovremeno, pratite deformacije strukture, pomake itd. kako biste pravovremeno otkrili potencijalne opasnosti po sigurnost.
2. Dizajn sustava nadzora
Za velike - ili važne čelične - građevine, može se dizajnirati online sustav nadzora. Instaliranjem senzora na ključnim dijelovima strukture, parametri poput naprezanja, naprezanja, temperature i vlažnosti strukture mogu se pratiti u stvarnom - vremenu. Podaci o praćenju prenose se na upravljačku platformu putem tehnologije Interneta stvari. Analizom podataka i ranim - modelima upozorenja, nenormalne situacije u strukturi mogu se odmah otkriti, a mjere održavanja mogu se poduzeti unaprijed kako bi se osigurala trajnost i sigurnost strukture. Na primjer, u čeličnim konstrukcijama mostova velikih - razmjera, mrežni sustav nadzora može u stvarnom - vremenu pratiti stanje konstrukcije pod utjecajem opterećenja vozila i čimbenika okoliša, pružajući znanstvenu osnovu za odluke o održavanju.