Tērauda konstrukcijas tiek plaši izmantotas mūsdienu arhitektūrā, pateicoties to priekšrocībām, piemēram, lielai izturībai un ātrai konstrukcijai. Tomēr, lai garantētu tērauda - konstrukciju ēku ilglaicīgu - stabilu darbību, izturīgs dizains ir ļoti svarīgs. Tālāk ir aprakstīts, kā pagarināt tērauda - strukturētu ēku kalpošanas laiku, izmantojot racionālu dizainu no vairākiem aspektiem.
I. Vides faktoru ņemšana vērā
1. Klimatisko apstākļu analīze
Klimatiskie apstākļi dažādos reģionos ievērojami atšķiras, un tiem ir dažāda ietekme uz tērauda konstrukciju izturību. Augstas - temperatūras reģionos tērauds ir pakļauts šļūdei, kas samazina konstrukcijas slodzes - nestspēju. Aukstos reģionos tērauds var būt auksts trausls, kā rezultātā samazinās stingrība. Piekrastes zonās augsts - mitrums un sāls - miglas vide var paātrināt tērauda koroziju. Piemēram, tērauda - strukturētas ēkas Ķīnas Dienvidķīnas jūras reģionā korozējas daudz ātrāk nekā iekšzemes teritorijās, jo ilgstošas - augstas temperatūras, augsta mitruma un sāls - miglas erozijas dēļ. Tāpēc pirms projektēšanas ir svarīgi vispusīgi izprast vietējos klimatiskos datus, tostarp temperatūru, mitrumu, nokrišņus, sauli utt., un attiecīgi veikt mērķtiecīgus aizsardzības pasākumus.
2. Industriālās vides novērtējums
Ja tērauda - konstrukcijas ēka atrodas rūpnieciskās ražošanas zonā, jāņem vērā tērauda erozija, ko izraisa rūpnieciskās atgāzes, notekūdeņi un atliekas. Piemēram, ap ķīmijas uzņēmumiem skābās gāzes, piemēram, sēra dioksīds un hlorūdeņradis atgāzēs, mitrā vidē ķīmiski reaģēs ar tēraudu, paātrinot koroziju. Metalurģijas rūpnīcās radītie notekūdeņi, kas satur smagos - metālu jonus, arī izraisīs koroziju, nonākot saskarē ar tērauda konstrukciju. Projektēšanas procesā ir nepieciešams novērtēt rūpniecisko piesārņotāju sastāvu, koncentrāciju un emisijas modeļus un īstenot efektīvus aizsardzības pasākumus.
II. Materiālu izvēle un veiktspējas optimizācija
1. Pret koroziju - izturīga tērauda izvēle
Ēkām ar īpašām izturības prasībām var izvēlēties laikapstākļiem izturīgu tēraudu. Tērauds, kas iztur laikapstākļus, atmosfēras vidē var veidot blīvu oksīda aizsargplēvi, novēršot turpmāku koroziju. Tā izturība pret koroziju - ir 2 - 8 reizes lielāka nekā parastam oglekļa tēraudam. Piemēram, dažos atklātos - gaisa tiltos un rūpnieciskās rūpnīcu ēkās laikapstākļiem izturīga tērauda izmantošana var ievērojami pagarināt konstrukcijas kalpošanas laiku. Turklāt nerūsējošais tērauds ir arī lieliski izturīgs pret koroziju -, un to bieži izmanto ēkās, kurām ir augstas prasības attiecībā uz izturību un estētiku, piemēram, lielu komerciālo ēku dekoratīvajās tērauda konstrukcijās.
2. Tērauda īpašību saskaņošana
Ir jānodrošina, lai tērauda stiprība, stingrība, metināmība utt. būtu labi saskaņotas -. Lai gan augstas - stiprības tērauds var palielināt konstrukcijas slodzes - nestspēju, tas var zaudēt zināmu izturību. Vietās, kur ir pakļauta zemestrīcei, - priekšroka jādod tēraudam ar labu stiprības un stingrības kombināciju, lai nodrošinātu konstrukcijas drošību un izturību zemestrīces ietekmē. Tikmēr jāņem vērā tērauda metināmība, lai izvairītos no tērauda īpašību pasliktināšanās metināšanas procesa laikā, kas varētu ietekmēt kopējo konstrukcijas izturību.
III. Strukturālā dizaina optimizācija
1. Dizains, lai izvairītos no ūdens un putekļu uzkrāšanās
Ūdens uzkrāšanās var ilgstoši uzturēt tēraudu mitrā stāvoklī, paātrinot koroziju. Putekļu uzkrāšanās var absorbēt mitrumu, veidojot elektrolīta šķīdumu un izraisot elektroķīmisko koroziju. Jumta projektēšanā ir jāiestata atbilstošs drenāžas slīpums, lai nodrošinātu lietus ūdens ātru novadīšanu. Parasti drenāžas slīpumam jābūt ne mazākam par 5%. Detaļām, kurām ir nosliece uz putekļu uzkrāšanos, piemēram, tērauda siju un kolonnu savienojuma mezgliem, virsma jāprojektē tā, lai tā būtu pēc iespējas gludāka, lai samazinātu putekļu uzkrāšanās iespējamību. Turklāt ir jāizveido regulāras tīrīšanas ejas un telpas, lai apkopes personālam atvieglotu putekļu tīrīšanu.
2. Stresa koncentrācijas samazināšana
Sprieguma - koncentrācijas zonās ir tendence uz plaisu sākšanos un izplatīšanos, samazinot struktūras izturību. Tērauda konstrukciju projektēšanā jāizvairās no pēkšņām detaļu šķērsgriezumu - izmaiņām, piemēram, pieņemot pakāpenisku šķērsgriezuma - šķērsgriezuma pārejas formu. Detaļām ar caurumiem, iegriezumiem utt. ir jāveic atbilstoši pastiprināšanas pasākumi, piemēram, ap caurumiem jāuzstāda stiegrojuma gredzeni vai plāksnes. Turklāt metināto šuvju forma un novietojums ir jāprojektē racionāli, lai izvairītos no metināšanas šuvju koncentrācijas, samazinātu metināšanas atlikušo spriegumu un mazinātu sprieguma koncentrācijas ietekmi uz konstrukcijas izturību.
IV. Pretkorozijas - un ugunsaizsardzība - Dizains
1. Pretkorozijas pārklājuma - dizains
Parasti tiek izmantota vairāku - slāņu pretkorozijas pārklājumu sistēma -, kas parasti sastāv no gruntskrāsas, starpslāņa un virskārtas. Gruntējums, kas ir tiešā saskarē ar tērauda virsmu, kalpo, lai novērstu rūsu un uzlabotu saķeri. Var izvēlēties ar epoksīda cinku - bagātu grunti, jo tā augstais cinka saturs nodrošina tērauda katoda aizsardzību. Starpslānis galvenokārt pilda un palielina pārklājuma biezumu, uzlabojot pārklājuma aizsargspējas. Epoksīda vizlas dzelzs oksīda starpkārta ir piemērota izvēle. Virskārta tiek izmantota, lai aizsargātu gruntskrāsu un starpkārtu, vienlaikus nodrošinot arī dekorāciju un laika apstākļu noturību, piemēram, akrila poliuretāna virskārtu. Kopējais pārklājuma biezums tiek noteikts atbilstoši lietošanas videi. Parasti tam nevajadzētu būt mazākam par 120 μm iekštelpu vidē un ne mazākam par 150 μm āra vidē vai korozīvā vidē.
2. Ugunsdrošības - dizains
Pamatojoties uz ēkas ugunsdrošības - aizsardzības pakāpes prasībām, ir jāizvēlas atbilstoši ugunsdrošības - aizsardzības pasākumi. Tērauda - konstrukciju ēkām ar augstām ugunsdrošības - prasībām var izmantot biezu - pārklājumu - ugunsdrošus pārklājumus. Pārklājuma biezums parasti svārstās no 8 - 50mm, un ugunsizturības - robeža var sasniegt 2 - 3 stundas. Apšuvumam var izmantot arī ugunsdrošus - dēļus, piemēram, akmens vates un vermikulīta dēļus. Šīm plāksnēm ir ne tikai laba ugunsizturība -, bet arī noteikta siltuma - izolācija un siltumizolācijas - efekti. Izstrādājot ugunsdrošību -, ir ļoti svarīgi nodrošināt saderību starp ugunsdrošo - slāni un pretkorozijas slāni, lai izvairītos no jebkādas nelabvēlīgas mijiedarbības.
V. Uzturēšanas un uzraudzības projektēšana
1. Apkopes plāna sastādīšana
Projektēšanas posmā ir jāizstrādā detalizēts apkopes plāns, norādot apkopes ciklu, apkopes saturu un apkopes metodes. Regulāri pārbaudiet tērauda konstrukcijas virsmas pārklājuma integritāti. Ja tiek konstatēti bojājumi, lobīšanās utt., nekavējoties to salabojiet. Regulāri veiciet nesagraujošos - galveno konstrukcijas daļu testus, piemēram, ultraskaņas testus un magnētisko daļiņu testus, lai pārbaudītu, vai nav tādu defektu kā plaisas. Vienlaikus uzraugiet konstrukcijas deformāciju, nobīdi utt., lai savlaicīgi atklātu iespējamos drošības apdraudējumus.
2. Monitoringa sistēmas projektēšana
Liela mēroga - vai svarīgām tērauda - strukturētām ēkām var izveidot tiešsaistes uzraudzības sistēmu. Uzstādot sensorus galvenajās konstrukcijas daļās, tādus parametrus kā konstrukcijas spriegums, deformācija, temperatūra un mitrums var uzraudzīt reāllaikā -. Monitoringa dati tiek pārsūtīti uz pārvaldības platformu, izmantojot lietiskā interneta tehnoloģiju. Izmantojot datu analīzi un agrīnus - brīdinājuma modeļus, var ātri atklāt neparastas situācijas konstrukcijā un iepriekš veikt apkopes pasākumus, lai nodrošinātu konstrukcijas izturību un drošību. Piemēram, liela mēroga - tiltu tērauda konstrukcijās tiešsaistes uzraudzības sistēma var reālā - laikā uzraudzīt konstrukcijas stāvokli transportlīdzekļa slodzes un vides faktoru ietekmē, nodrošinot zinātnisku pamatojumu uzturēšanas lēmumiem.