Plieninės konstrukcijos yra plačiai naudojamos šiuolaikinėje architektūroje dėl jų privalumų, tokių kaip didelis stiprumas ir greita konstrukcija. Nepaisant to, norint užtikrinti ilgalaikį - stabilų plieninių - konstrukcijų pastatų veikimą, ilgaamžiškumas yra gyvybiškai svarbus. Toliau paaiškinama, kaip prailginti plieninių - konstrukcijų pastatų tarnavimo laiką racionaliai projektuojant įvairiais aspektais.
I. Aplinkos veiksnių įvertinimas
1. Klimato sąlygų analizė
Klimato sąlygos skirtinguose regionuose labai skiriasi, o tai daro skirtingą poveikį plieninių konstrukcijų ilgaamžiškumui. Aukštos - temperatūros regionuose plienas linkęs šliaužti, todėl sumažėja konstrukcijos apkrovos - laikomoji galia. Šaltuose regionuose plienas gali būti šaltas trapumas, todėl sumažės kietumas. Pakrantės zonose didelė - drėgmė ir druskos - rūkas gali pagreitinti plieno koroziją. Pavyzdžiui, plieno - konstrukcijos pastatai Pietų Kinijos jūros regione Kinijoje korozuoja daug greičiau nei vidaus teritorijose dėl ilgalaikio - aukštos temperatūros, didelės drėgmės ir druskos - rūko erozijos poveikio. Taigi prieš projektuojant būtina visapusiškai suprasti vietos klimato duomenis, įskaitant temperatūrą, drėgmę, kritulius, saulės šviesą ir kt., ir atitinkamai imtis tikslinių apsaugos priemonių.
2. Pramonės aplinkos vertinimas
Jei plieninės konstrukcijos - pastatas yra pramoninės gamybos zonoje, reikia atsižvelgti į plieno eroziją dėl pramoninių išmetamųjų dujų, nuotekų ir likučių. Pavyzdžiui, aplink chemijos įmones išmetamosiose dujose esančios rūgštinės dujos, tokios kaip sieros dioksidas ir vandenilio chloridas, drėgnoje aplinkoje chemiškai reaguos su plienu, pagreitindamos koroziją. Metalurgijos gamyklose susidarančios nuotekos, kuriose yra sunkiųjų - metalų jonų, taip pat sukels koroziją, jei jos liečiasi su plieno konstrukcija. Projektavimo metu būtina įvertinti pramoninių teršalų sudėtį, koncentraciją ir emisijos modelius bei įgyvendinti veiksmingas apsaugos priemones.
II. Medžiagos pasirinkimas ir našumo optimizavimas
1. Korozijai - atsparaus plieno pasirinkimas
Pastatams, kuriems taikomi specifiniai ilgaamžiškumo reikalavimai, galima pasirinkti atmosferos poveikiui atsparų plieną. Atmosferos aplinkoje atsparus atmosferos poveikiui plienas gali sudaryti tankią apsauginę oksido plėvelę, užkertančią kelią tolesnei korozijai. Jo atsparumas korozijai - yra 2 - 8 kartų didesnis nei paprasto anglinio plieno. Pavyzdžiui, kai kuriuose atviruose - oro tiltuose ir pramoniniuose gamyklų pastatuose atmosferos poveikiui atsparaus plieno naudojimas gali žymiai pailginti konstrukcijos tarnavimo laiką. Be to, nerūdijantis plienas taip pat pasižymi puikiu atsparumu korozijai - ir dažnai naudojamas pastatuose, kuriems keliami dideli patvarumo ir estetikos reikalavimai, pavyzdžiui, didelių komercinių pastatų dekoratyvinėse plieno konstrukcijose.
2. Plieno savybių atitikimas
Būtina užtikrinti, kad plieno stiprumas, kietumas, suvirinamumas ir kt. būtų gerai suderinti -. Nors didelio - stiprumo plienas gali padidinti konstrukcijos apkrovos - laikomąją galią, jis gali sumažinti kietumą. Vietose, kuriose gali kilti žemės drebėjimas -, pirmenybė turėtų būti teikiama plienui, turinčiam gerą stiprumo ir kietumo derinį, kad būtų užtikrinta konstrukcijos sauga ir ilgaamžiškumas veikiant žemės drebėjimui. Tuo tarpu reikia atsižvelgti į plieno suvirinamumą, kad būtų išvengta plieno savybių pablogėjimo suvirinimo proceso metu, o tai gali turėti įtakos bendram konstrukcijos patvarumui.
III. Konstrukcijų projektavimo optimizavimas
1. Dizainas taip, kad nesikauptų vanduo ir dulkės
Dėl vandens kaupimosi plienas ilgą laiką gali būti šlapias, o tai pagreitina koroziją. Dulkių kaupimasis gali sugerti drėgmę, sudaryti elektrolito tirpalą ir sukelti elektrocheminę koroziją. Projektuojant stogą, reikia nustatyti tinkamą drenažo nuolydį, kad lietaus vanduo greitai nutekėtų. Paprastai drenažo nuolydis turi būti ne mažesnis kaip 5%. Dalių, kuriose kaupiasi dulkės, pavyzdžiui, plieninių sijų ir kolonų jungčių mazgai, paviršius turi būti suprojektuotas taip, kad būtų kuo lygesnis, kad būtų sumažinta dulkių kaupimosi tikimybė. Be to, turėtų būti įrengti reguliarūs valymo praėjimai ir patalpos, kad techninės priežiūros personalas galėtų lengviau išvalyti dulkes.
2. Streso koncentracijos mažinimas
Įtempių - koncentracijos zonos yra linkusios į įtrūkimų atsiradimą ir plitimą, todėl sumažėja konstrukcijos patvarumas. Projektuojant plienines konstrukcijas, reikėtų vengti staigių komponentų skersinių - pjūvių pokyčių, pavyzdžiui, taikant laipsnišką skersinio - pjūvio perėjimo formą. Dalims su skylutėmis, įpjovomis ir pan. reikia imtis atitinkamų sutvirtinimo priemonių, pavyzdžiui, aplink skylutes sumontuoti armuojančius žiedus arba plokštes. Be to, suvirinimo siūlių forma ir padėtis turi būti suprojektuoti racionaliai, kad būtų išvengta suvirinimo siūlės koncentracijos, sumažintas suvirinimo liekamasis įtempis ir sumažintas įtempių koncentracijos poveikis konstrukcijos patvarumui.
IV. Anti - korozija ir priešgaisrinė - apsauga Dizainas
1. Antikorozinės dangos - dizainas
Paprastai naudojama kelių - sluoksnių antikorozinių - dangų sistema, kurią paprastai sudaro gruntas, tarpinis sluoksnis ir viršutinis sluoksnis. Gruntas, kuris tiesiogiai liečiasi su plieno paviršiumi, apsaugo nuo rūdžių ir pagerina sukibimą. Galima pasirinkti epoksidinio cinko - turtingą gruntą, nes jame esantis didelis cinko kiekis užtikrina katodinę plieno apsaugą. Tarpinis sluoksnis daugiausia užpildo ir padidina dangos storį, pagerindamas dangos ekranavimo savybes. Epoksidinis žėručio geležies oksido tarpinis sluoksnis yra tinkamas pasirinkimas. Viršutinis sluoksnis naudojamas grunto ir tarpinio sluoksnio apsaugai, taip pat dekoravimui ir atsparumui oro sąlygoms, pvz., akrilo poliuretano viršutinis sluoksnis. Bendras dangos storis nustatomas pagal naudojimo aplinką. Paprastai jis turi būti ne mažesnis kaip 120 μm patalpose ir ne mažesnis kaip 150 μm lauke arba korozinėje aplinkoje.
2. Priešgaisrinės - apsaugos projektavimas
Atsižvelgiant į pastato priešgaisrinės - apsaugos laipsnio reikalavimus, reikia parinkti tinkamas priešgaisrinės - apsaugos priemones. Plieninių - konstrukcijų pastatams, kuriems taikomi aukšti priešgaisrinės - apsaugos reikalavimai, galima naudoti storas - dengtas ugniai - antipirenines dangas. Dangos storis paprastai svyruoja nuo 8 - 50mm, o atsparumo ugniai - riba gali siekti 2 - 3 val. Degimui - atsparios plokštės, pvz., akmens vatos ir vermikulito plokštės, taip pat gali būti naudojamos apkalimui. Šios plokštės turi ne tik gerą atsparumą ugniai -, bet ir tam tikrą šilumos - izoliaciją bei šiluminę - izoliaciją. Kuriant priešgaisrinę - apsaugą, labai svarbu užtikrinti ugniai atsparaus - sluoksnio ir antikorozinio - sluoksnio suderinamumą, kad būtų išvengta neigiamos sąveikos.
V. Priežiūros ir stebėjimo projektavimas
1. Priežiūros plano sudarymas
Projektavimo etape turėtų būti suformuluotas išsamus techninės priežiūros planas, nurodant techninės priežiūros ciklą, techninės priežiūros turinį ir priežiūros metodus. Reguliariai tikrinkite plieninės konstrukcijos paviršiaus dangos vientisumą. Jei aptinkate kokių nors pažeidimų, lupimo ir pan., nedelsdami pataisykite. Reguliariai atlikite neardomuosius pagrindinių konstrukcijos dalių - bandymus, pvz., ultragarso ir magnetinių dalelių bandymus, kad patikrintumėte, ar nėra defektų, pvz., įtrūkimų. Tuo pačiu metu stebėkite konstrukcijos deformaciją, poslinkį ir pan., kad laiku pastebėtumėte galimus pavojus saugai.
2. Stebėjimo sistemos projektavimas
Didelio masto - arba svarbiems plieniniams - konstrukcijos pastatams galima sukurti internetinę stebėjimo sistemą. Sumontavus jutiklius pagrindinėse konstrukcijos dalyse, tokie parametrai kaip įtempis, deformacija, temperatūra ir konstrukcijos drėgmė gali būti stebimi realiu - laiku. Stebėjimo duomenys perduodami valdymo platformai daiktų interneto technologija. Naudojant duomenų analizę ir išankstinius - įspėjimo modelius, galima greitai aptikti neįprastas situacijas konstrukcijoje ir iš anksto imtis priežiūros priemonių, kad būtų užtikrintas konstrukcijos patvarumas ir saugumas. Pavyzdžiui, didelio - masto tiltų plieninėse konstrukcijose internetinė stebėjimo sistema gali realiu - laiku stebėti konstrukcijos būseną, veikiant transporto priemonių apkrovoms ir aplinkos veiksniams, suteikdama mokslinį pagrindą techninės priežiūros sprendimams.