Teraskonstruktsioone kasutatakse tänapäevases arhitektuuris laialdaselt tänu nende eelistele, nagu suur tugevus ja kiire ehitus. Sellegipoolest on teraskonstruktsiooniga hoonete - pikaajalise stabiilse töö tagamiseks - vastupidavusdisain ülimalt oluline. Järgnevalt selgitatakse, kuidas pikendada teraskonstruktsiooniga - ehitiste kasutusiga mitmest aspektist lähtudes ratsionaalse projekteerimise kaudu.
I. Keskkonnategurite arvestamine
1. Kliimatingimuste analüüs
Kliimatingimused on erinevates piirkondades märkimisväärselt erinevad, avaldades teraskonstruktsioonide vastupidavusele erinevat mõju. Kõrge - temperatuuriga piirkondades kaldub teras roomama, mis vähendab konstruktsiooni koormuse - kandevõimet. Külmades piirkondades võib teras külmalt rabedaks muutuda, mis viib selle sitkuse vähenemiseni. Rannikualadel võib kõrge - niiskuse ja soolane - udukeskkond kiirendada terase korrosiooni. Näiteks korrodeeruvad Hiinas Lõuna-Hiina mere piirkonnas asuvad teraskonstruktsiooniga hooned palju kiiremini kui sisemaa hooned pikaajalise - kõrge temperatuuri, kõrge niiskuse ja soola - udu erosiooni tõttu. Seega on enne projekteerimist oluline põhjalikult mõista kohalikke kliimaandmeid, sealhulgas temperatuuri, niiskust, sademeid, päikesepaistet jne, ning võtta vastavalt sihipäraseid kaitsemeetmeid.
2. Tööstuskeskkonna hindamine
Kui teraskonstruktsiooniga - hoone asub tööstuslikus tootmispiirkonnas, tuleb arvestada terase erosiooniga tööstuslike heitgaaside, reovee ja jääkainete poolt. Näiteks keemiaettevõtete ümbruses reageerivad heitgaasis sisalduvad happelised gaasid nagu vääveldioksiid ja vesinikkloriid niiskes keskkonnas terasega keemiliselt, kiirendades korrosiooni. Metallurgiatehastes tekitatud raskeid - metalliioone sisaldav reovesi põhjustab teraskonstruktsiooniga kokkupuutel samuti korrosiooni. Projekteerimise käigus on vaja hinnata tööstuslike saasteainete koostist, kontsentratsiooni ja emissioonimustreid ning rakendada tõhusaid kaitsemeetmeid.
II. Materjali valik ja jõudluse optimeerimine
1. Korrosioonikindla - terase valik
Konkreetsete vastupidavusnõuetega hoonete jaoks saab valida ilmastikukindla terase. Ilmastikukindel teras võib atmosfäärikeskkonnas moodustada tiheda oksiidse kaitsekile, mis hoiab ära edasise korrosiooni. Selle korrosioonikindlus - on 2 - 8 korda suurem kui tavalisel süsinikterasel. Näiteks mõnes avatud - õhusildas ja tööstuslikes tehasehoonetes võib ilmastikukindla terase kasutamine oluliselt pikendada konstruktsiooni kasutusiga. Lisaks on roostevaba teras suurepärane korrosioonikindlus - ja seda kasutatakse sageli hoonetes, millel on kõrged nõuded vastupidavuse ja esteetika suhtes, näiteks suurte ärihoonete dekoratiivsetes teraskonstruktsioonides.
2. Terase omaduste sobitamine
Tuleb tagada, et terase tugevus, sitkus, keevitatavus jne oleksid hästi - sobitatud. Kuigi kõrge - tugevusega teras võib suurendada konstruktsiooni koormuse - kandevõimet, võib see ohverdada mõningast sitkust. Maavärinaohtlikes piirkondades tuleks eelistada terast, millel on hea tugevuse ja sitkuse kombinatsioon, et tagada konstruktsiooni ohutus ja vastupidavus maavärina mõjul. Samal ajal tuleks kaaluda terase keevitatavust, et vältida terase omaduste halvenemist keevitusprotsessi ajal, mis võib mõjutada konstruktsiooni üldist vastupidavust.
III. Konstruktsioonide projekteerimise optimeerimine
1. Disain, mis väldib vee ja tolmu kogunemist
Vee kogunemine võib hoida terast pikema aja jooksul märjana, kiirendades korrosiooni. Tolmu kogunemine võib adsorbeerida niiskust, moodustades elektrolüüdilahuse ja vallandades elektrokeemilise korrosiooni. Katuse projekteerimisel tuleks seadistada korralik äravoolukalle, et tagada vihmavee kiire äravool. Üldiselt ei tohiks äravoolu kalle olla väiksem kui 5%. Tolmu kogunemisele kalduvate osade (nt terastalade ja sammaste ühendussõlmed) pind peaks olema võimalikult sile, et minimeerida tolmu kogunemise tõenäosust. Lisaks tuleks luua korrapärased puhastuskäigud ja -rajatised, et hõlbustada hoolduspersonali tolmu puhastamist.
2. Stressikontsentratsiooni vähendamine
Pinge - kontsentratsioonipiirkonnad on altid pragude tekkele ja levimisele, mis vähendab konstruktsiooni vastupidavust. Teraskonstruktsioonide projekteerimisel tuleks vältida komponentide ristlõigete - järske muutusi, kasutades näiteks järkjärgulist ristlõike - üleminekuvormi. Aukude, sälkude jms osade puhul tuleks rakendada vastavaid tugevdusmeetmeid, näiteks paigaldada aukude ümber tugevdusrõngad või -plaadid. Lisaks tuleks keevisõmbluste kuju ja asend kavandada ratsionaalselt, et vältida keevisõmbluse kontsentratsiooni, vähendada keevitamise jääkpinget ja leevendada pinge kontsentratsiooni mõju konstruktsiooni vastupidavusele.
IV. Korrosioonivastane - ja tulekaitse - Disain
1. Korrosioonivastase katte - disain
Tavaliselt kasutatakse mitme - kihiga korrosioonivastast - kattesüsteemi, mis koosneb tavaliselt kruntvärvist, vahekihist ja pealisvärvist. Krunt, mis on otseses kontaktis teraspinnaga, hoiab ära roostetamise ja suurendab nakkumist. Valida saab epoksütsingi --rikka krundi, kuna selle kõrge tsingisisaldus tagab terasele katoodkaitse. Vahekiht täidab ja suurendab peamiselt katte paksust, parandades katte varjestusvõimet. Sobiv valik on epoksü-vilgukivist raudoksiidi vahekiht. Pealisvärvi kasutatakse krunt- ja vahekihi kaitsmiseks, pakkudes ühtlasi kaunistust ja ilmastikukindlust, näiteks akrüülpolüuretaanist pealisvärvi. Katte kogupaksus määratakse vastavalt kasutuskeskkonnale. Üldiselt ei tohiks see siseruumides olla väiksem kui 120 μm ja välistingimustes või söövitavas keskkonnas vähemalt 150 μm.
2. Tulekaitse - disain
Hoone tulekaitseastme - nõuete alusel tuleks valida sobivad tulekaitsemeetmed -. Kõrgete tulekaitsenõuetega - teraskonstruktsiooniga hoonete - korral võib kasutada paksu - kattega - tuleaeglustavaid katteid. Katte paksus on üldiselt vahemikus 8 - 50mm ja tulekindlus - võib ulatuda 2 - 3 tunnini. Vooderdamiseks võib kasutada ka tulekindlaid - plaate, nagu kivivillaplaate ja vermikuliitplaate. Need plaadid ei ole mitte ainult hea tulekindlusega -, vaid pakuvad ka teatud soojus-{15}} ja soojusisolatsiooni - efekte. Tulekaitse - kavandamisel on oluline tagada tulekindla - kihi ja korrosioonivastase - kihi ühilduvus, et vältida kahjulikke koostoimeid.
V. Hooldus ja seire disain
1. Hooldusplaani koostamine
Projekteerimisetapis tuleks koostada üksikasjalik hooldusplaan, milles täpsustatakse hooldustsükkel, hoolduse sisu ja hooldusmeetodid. Kontrollige regulaarselt teraskonstruktsiooni pinnakatte terviklikkust. Kui avastate kahjustusi, koorumist vms, parandage see viivitamatult. Tehke korrapäraselt mittepurustavaid konstruktsiooniosasid -, näiteks ultraheli- ja magnetosakeste testimist, et kontrollida defekte, nagu praod. Samal ajal jälgige konstruktsiooni deformatsiooni, nihkumist jne, et õigeaegselt tuvastada võimalikud ohutusriskid.
2. Seiresüsteemi projekteerimine
Suuremahuliste - või oluliste terasest - konstruktsiooniga hoonete jaoks saab kavandada võrguseiresüsteemi. Paigaldades andurid konstruktsiooni põhiosadesse, saab selliseid parameetreid nagu konstruktsiooni pinge, pinge, temperatuur ja niiskus jälgida reaalajas -. Seireandmed edastatakse asjade interneti tehnoloogia kaudu haldusplatvormile. Andmeanalüüsi ja varajaste - hoiatusmudelite abil saab konstruktsioonis esinevad ebatavalised olukorrad kiiresti tuvastada ning konstruktsiooni vastupidavuse ja ohutuse tagamiseks võtta eelnevalt hooldusmeetmeid. Näiteks suuremahulistes - silla teraskonstruktsioonides saab võrguseiresüsteem reaalajas - jälgida konstruktsiooni olekut sõiduki koormuse ja keskkonnategurite mõjul, pakkudes hooldusotsuste tegemiseks teaduslikku alust.