Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Ulemperne ved Stålkonstruktioner

Stål er et af de mest anvendte strukturelle materialer på grund af dets styrke, skrotværdi og transportsikkerhed. Den bruges til rør (vand, trykluft og gasfordeling), elforsyningsledninger, brændstoffordelingsstrukturer, spildevandssystemer, pontonstrukturer og et væld af tilbehør som støddæmper, klumper, bollards, bøjler, ekspansionsled og ankre. Stålkonstruktioner er modtagelige for forskellige miljømæssige og andre risici, der alvorligt kompromitterer deres strukturelle integritet, sikkerhed og levetid.

Korrosion

Stål er modtagelig for korrosion i udendørs atmosfære. Korrosion er ødelæggelsen af ​​et metal på grund af dets reaktion med atmosfærisk oxygen. Denne elektrokemiske oxidation producerer metaloxid eller rust. Stålkonstruktioner skal beskyttes tilstrækkeligt ved anvendelse af en passende barriere mellem metalelementet og atmosfæren. Overfladepræparater sikrer beskyttelse og forlænger levetiden for en stålkonstruktion. Nogle almindelige typer af ståloverfladepræparationsmetoder omfatter tørblæsning, vandblæsning, kulteklærbelægninger, maling og udskiftning af stål med korrosionsbestandige legeringer, såsom titanlegeringer, nikkellegeringer, aluminiumlegeringer og rustfrit stål. Disse og andre korrosionsbeskyttelsesmetoder er typisk dyre og er begrænset af praktiske begrænsninger som tilgængelighed, placering og tid.

Brandsikker behandling

Stålkonstruktionselementer kræver dyrt brandsikkert behandling. Selvom stålelementer, såsom selvstændige strukturer, er ubrændbare, reduceres deres styrke ved høje temperaturer på grund af brand eller når andre materialer i en bygning brænder, hvilket gør dem modtagelige for buckling. Stål, der er en glimrende leder af varme, tænder desuden materialer i kontakt og forårsager brande, som hurtigt spredes til andre dele af en bygning. Stålkonstruktioner kan kræve yderligere brandsikring, og bygninger skal muligvis installeres med passende sprinklersystemer, som defineret af bygningskrav til en bestemt lokalitet. Brandsikre belægninger, såsom ekspanderet mineralbelægning, beton og brændende materialer, sikrer, at stålets temperatur ikke overskrider antændelsesgrænserne i tilfælde af brand. Ofte er stålkonstruktionerne indesluttet i gipsblok, mursten, gipsplader og lamelfliser, der beskytter dem mod varme. Disse indkapslinger er typisk dyre og kræver yderligere vedligeholdelse.

Træthed og frakt

Ifølge Jack C. McCormac i bogen "Structural Steel Design" er stålelementer modtagelige for træthed. Store variationer i trækstyrke udsætter stålelementerne for kraftig spænding, hvilket reducerer den samlede styrke. Stål er også modtageligt for sprød brud, når det taber dets duktilitet. Dette øger chancerne for buckling, som typisk modvirkes ved at tilføje dyre stålkolonner, der stiver den primære struktur.

Klik for at udvide hele teksten