عيوب الهياكل الفولاذية

يعد الفولاذ من أكثر المواد الإنشائية استخدامًا بكثرة ، نظرًا لقوته وقيمة الخردة وسهولة النقل. يتم استخدامه للأنابيب (المياه والهواء المضغوط وتوزيع الغاز) وخطوط المرافق وهياكل توزيع الوقود والصرف الصحي الأنظمة ، والهياكل العائمة ، ومجموعة من الملحقات مثل الأوتاد ، والمرابط ، والحواجز ، والشماعات ، ومفاصل التمدد و المراسي. الهياكل الفولاذية عرضة لمختلف المخاطر البيئية وغيرها من المخاطر التي تهدد بشدة سلامتها الهيكلية وسلامتها وطول عمرها.

الصلب عرضة للتآكل في الأجواء الخارجية. التآكل هو تدمير المعدن بسبب تفاعله مع الأكسجين الجوي. تنتج هذه الأكسدة الكهروكيميائية أكسيد الفلز أو الصدأ. تحتاج الهياكل الفولاذية إلى الحماية الكافية عن طريق تطبيق حاجز مناسب بين العنصر المعدني والجو. تضمن الاستعدادات السطحية الحماية وإطالة عمر الخدمة للهيكل الفولاذي. تتضمن بعض الأنواع الشائعة لطرق تحضير سطح الصلب عمليات السنفرة الكاشطة الجافة ، ونفخ الماء ، وطلاء قطران الفحم ، والطلاء ، واستبدال الفولاذ بسبائك مقاومة للتآكل ، مثل:

• سبائك التيتانيوم
  
• سبائك النيكل
  
• سبائك الألومنيوم
  
• الفولاذ المقاوم للصدأ

عادةً ما تكون هذه الطرق وغيرها من طرق الحماية من التآكل باهظة الثمن ومقيدة بقيود عملية مثل إمكانية الوصول والموقع والوقت.

تتطلب العناصر الهيكلية الفولاذية معالجة مكلفة مقاومة للحريق. على الرغم من أن العناصر الفولاذية ، مثل الهياكل المستقلة ، غير قابلة للاحتراق ، إلا أن قوتها تقل عند الارتفاع درجات الحرارة بسبب الحريق أو عندما تحترق مواد أخرى داخل المبنى ، مما يجعلها عرضة لذلك التواء. علاوة على ذلك ، فإن الفولاذ ، باعتباره موصلًا ممتازًا للحرارة ، يشعل المواد الملامسة ويسبب حرائق تنتشر بسرعة إلى أقسام أخرى من المبنى. قد تتطلب الهياكل الفولاذية مقاومة إضافية للحريق ، وقد تحتاج المباني إلى تركيبها بأنظمة رش مناسبة ، على النحو المحدد في متطلبات كود البناء لموقع معين. تضمن الطلاءات المقاومة للحريق ، مثل الطلاءات المعدنية الممتدة والخرسانة والمواد الرغوية ، أن درجة حرارة الصلب لا تتجاوز حدود الاشتعال في حالة نشوب حريق. في كثير من الأحيان ، يتم وضع الهياكل الفولاذية في كتل من الجبس ، وكتلة البناء ، وألواح الجبس ، ومرفقات بلاط الطين التي تحميها من الحرارة. عادة ما تكون هذه العبوات باهظة الثمن وتتطلب صيانة إضافية.

وفقًا لجاك سي. ماكورماك في كتاب "تصميم الهياكل الفولاذية" ، فإن العناصر الفولاذية عرضة للإرهاق. تؤدي الاختلافات الكبيرة في مقاومة الشد إلى تعريض العناصر الفولاذية للتوتر المفرط ، مما يقلل من قوتها الإجمالية. يكون الفولاذ أيضًا عرضة للكسر الهش عندما يفقد ليونة. يزيد هذا من فرص التواء ، والتي يتم موازنتها عادةً عن طريق إضافة أعمدة فولاذية باهظة الثمن تعمل على تقوية الهيكل الأساسي.