EN
Көпқауіптілікке төзімді болат құрылым: Жер сілкінісі, жел және өрт
Болат құрылымы – төзімділік үшін инженерлік түрде әзірленген материалдың қасиеттері арқылы көптеген табиғи апаттар сценарийлері бойынша ешқандай теңдесі жоқ қорғаныс ұсынады.
Сейсмикалық оқиғалар кезіндегі пластикалық деформация қабілеті мен энергияны шашу
Балқыту қабілеті жоғары болаттың сипаты оны жер сілкінісі кезіндегі күштерге ұшырағанда пластикалық деформацияға ұшырауына мүмкіндік береді, яғни ол сейсмикалық энергияны толығымен қирауға ұшырамай, оны сіңіре алады және таратады. Бұл сипат ғимараттардың ұзақ уақыт тұрақты тұруына нақты ықпал етеді, себебі болат критикалық арқалық пен бағана қосылыстарында иіледі, бірақ жердің 0,4g-ден жоғары қозғалыс интенсивтілігі кезінде де жалпы құрылымды бүтін қалдырады. Сонымен қатар, болат өз салмағына қарағанда әсерлі беріктікке ие, сондықтан оның көмегімен салынған ғимараттар жер сілкінісі кезінде төмен инерциялық күштерге ұшырайды. Барлық бұл факторлар ASCE 7 сияқты ғимараттар кодтарында анықталған, сирек, бірақ қуатты сейсмикалық оқиғалар кезінде ғимараттардағы адамдардың қауіпсіздігін қамтамасыз етуге маңызды үлес қосады.
Аэродинамикалық тиімділік және күшті жел оқиғалары кезіндегі көтеруші кедергі
Аса қолайсыз ауа-райы жағдайлары үшін жобаланған болат каркастар әсіресе ауа кедергісін жеңуге арналған арнайы пішінді профильдері арқасында және жоғары қарай тартылуға қарсы беріктігі арқасында құйынды желдерге төтеп бере алады. Бұл құрылыстардың жел қысымын қалай қабылдайтыны да өте таңғажайып. Егер желдің жылдамдығы 150 миль/сағаттан асады, онда үздіксіз жүк берілу жолы жүйесі осы күштерді төбенің құрылыс материалдарынан бастап жер деңгейіне дейін тікелей түсіреді. Құрылыстың әртүрлі бөліктерінің арасындағы байланыс нүктелері стандартты талаптардан едәуір асып түсетін көтеруші күштерді қабылдауға есептелген, кейде олар шаршы футына 30 фунттан асады. Бұл құрылыстардың нақтылығын қамтамасыз ететін негізгі фактор — аса қолайсыз дауыл кезінде болаттың қаншалықты болжанған тәртіппен иілуі мен серпілуі. Мұндай құрылыстар теңіз жағалауларында 4-ші категориялық құйындыларға ұшыраған кезде де қызмет етуін жалғастырады, ішіндегі адамдарды қауіпсіздікке ұстаумен қатар сырттағы хаостың ортасында да қажетті операцияларды сақтайды.
Табиғи жанбайтындығы және өрт кезіндегі болжанатын қасиеттері
Балалар құрылымдары жанбайды және өрт кезінде шамамен 1200 градус Фаренгейтқа дейінгі экстремалды жылу әсерінен де пішіні мен беріктігін сақтайды. Ағаш құрылымдары мұнда толығымен басқаша әрекет етеді. Көптеген ағаш түрлері 1000 градусқа жеткенге дейін құрылымдық бүтіндігін толығымен жоғалтады, ал болат құрылымдар осы температурада өзінің бастапқы беріктігінің шамамен 70–80 пайызын сақтай алады. Бұл авариялық жағдайлар кезінде нағыз айырмашылық жасайды және адамдарға қауіпсіз эвакуациялану үшін маңызды қосымша минуттар береді. Ыстықта қалың изоляциялық қабат түзетін арнайы қорғаныс қабаттары — интумесцентті бояулар — өрт қорғанысы ретінде әрекет етеді. Бұл қабаттар болат каркасқа негізделген ғимараттардың өрт қаупі жоғары аймақтардағы құрылыс нормаларына сай келуін қамтамасыз етеді және құрылыс сапасын төмендетпей-ақ қауіпсіздікті қамтамасыз етеді.
Болат құрылымдық жүйелердің су тасқыны мен ылғалға төзімділігі
Жетілдірілген коррозияға қарсы қорғаныс: цинктелу, қаптаулар және су тасқынына бейімделген детальдау
Болаттың поралы емес, жанбайтын құрамы су сіңірмейді — осылайша ол ағаш немесе құрылыс материалдары сияқты поралы альтернативаларға қарағанда су тасқынына төзімдірек болып табылады. Негізгі қорғаныс шараларына мыналар жатады:
- Ыстық мырыштау , бұл толық суға батқан кезде де тиімді болатын құрбан болатын цинк қабатын құрады;
- Эпоксидті және полиуретанды қаптаулар , олар су тасқыны кезіндегі гидростатикалық қысым мен ластанған су әсеріне төзімді болу үшін әзірленген;
- Су тасқынына бейімделген детальдау , мысалы, қосылыстарды базалық су тасқыны деңгейінен жоғары орналастыру және конструкциялық элементтерге су ағызу қуыстарын интеграциялау.
Дұрыс таңдалған жағдайда бұл шаралар теңізде орналасқан су тасқыны аймақтарында қызмет көрсету мерзімін 30 жылдан астам уақытқа ұзартады және ылғалдың әсерінен пайда болатын бұзылуларды — шіру, саңырауқұлақ және жасырын коррозияны — толық жояды; ал бұлар табиғи апаттан кейінгі қалпына келтіру шығындарын айтарлықтай арттырады.
Болат конструкциялардың төзімділігі үшін дизайн жаңалықтары мен нормативтік құжаттарға интеграциялау
Берік қосылыс дизайні, биіктік стратегиялары және алдын ала жасалған металл ғимараттар (АЖМҒ)
Қазіргі заманғы болат конструкциялары көптеген қауіп-қатерлерге тұрақтылықты жүйелік деңгейден бастап қамтиды. Осы арнайы иілгіш болтталған қосылыстары бар моментке төзімді каркастар жер сілкінісінің энергиясын сіңіруге көмектеседі. Созылған болат бағандар негізгі бөліктерді мүмкін болатын су басу аймағының жоғарысына көтереді. Ал коррозияға төзімді қаптаулар заттарды суға батқан кезде де қауіпсіз ұстайды. Алдын ала жасалған металл ғимараттар (АЖМҒ) фабрикада бақыланатын өндіріс процестері арқылы бұл барлық сипаттамаларды біріктіреді. Бұл компоненттерді дәл допусктермен жасауға мүмкіндік береді, сондықтан олар жер сілкінісі, күшті жел және су басу әсерінің бірігуіне қателеспей төзеді. Бұл ғимараттық жүйелерді стандарттау құрылыс уақытын шамамен 30% қысқартады, бірақ қауіпсіздік пен өнімділік стандарттары бойынша барлық қажетті нормалар мен ережелерді қанағаттандырады.
ASCE 7, IBC және FEMA P-58 стандарттарымен өнімділікке негізделген тұрақтылықтың сәйкестігі
Темірдің өлшенетін механикалық сипаттамалары — мысалы, тұрақты ағу беріктігі, болжанатын деформация шектері және тұрақты усталық әрекеті — оны ASCE 7 (минималды конструкциялық жүктемелер үшін), IBC (адамдардың өмірі мен денсаулығын қорғау талаптарын қамтитын) және FEMA P-58 (сандық шығындарды бағалауға арналған) сияқты өнімділікке негізделген стандарттармен тікелей интеграциялауға мүмкіндік береді. Бұл қасиеттердің болжануы өте жоғары болғандықтан, инженерлер зақымдану қисықтарын құра алады, мүмкін болатын жөндеу шығындарын есептей алады және оқиғадан кейін ғимараттарды шамамен үш күн ішінде қалыпты жұмыс істеуге қайта қосу жоспарын әзірлей алады. Желсіз аймақтарда құрылыс нормаларына сай темір конструкциялары өзінің толық қызмет ету мерзімінде дәстүрлі нұсқаларға қарағанда шамамен 40 пайызға аз шығын тудырады. Бұл темірді экстремалды ауа-райы оқиғаларына қарсы тұрақты инфрақұрылым құру кезінде жобалаушылар үшін негізгі компонентке айналдырады.
ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)
Темір конструкцияларын сейсмикалық әсерге қарсы тұрақты ететін не?
Балқытылған болаттың иілгіштігі оның пластикті деформацияға ұшырауына, жер сілкінісінің энергиясын жұтуына және құрылыстардың құлауынсыз тұрақтылығын сақтауына мүмкіндік береді, соның ішінде күшті жер сілкіністері кезінде де.
Болат құрылыстары жоғары желді оқиғаларға қалай төзеді?
Болат құрылыстары аэродинамикалық дизайндар мен көтеруші күшке және жел күштеріне төзімді берік байланыстармен сипатталады, сондықтан олар құйындар кезінде қызмет ету қабілетін сақтайды.
Болат құрылыстары отқа төзімді ме?
Болат жанбайды және жоғары температурада беріктігін сақтайды. Шығыңқы қабықшалар қосымша өрт қорғанысын қамтамасыз етеді, нәтижесінде құрылымдық тұрақтылық сақталады.
Болат құрылыстары су тасқынынан қалай қорғалады?
Тесіксіз материалдар мен қорғаныш қабықшалары арқылы болат құрылыстары су сіңіру мен коррозияға төзімді болады, сондықтан су тасқыны жиі болатын аймақтарда олар тұрақтылық көрсетеді.