Сталь является одним из наиболее широко используемых конструкционных материалов благодаря своей прочности, стоимости лома и простоте транспортировки. Применяется для трубопроводов (водопровод, сжатый воздух и газ), инженерных сетей, топливораспределительных конструкций, канализации. системы, понтонные конструкции и множество аксессуаров, таких как подушки, шипы, болларды, подвески, компенсаторы и якоря. Стальные конструкции подвержены различным экологическим и другим рискам, которые серьезно подрывают их структурную целостность, безопасность и долговечность.
Коррозия
Сталь подвержена коррозии на открытом воздухе. Коррозия - это разрушение металла из-за его реакции с кислородом воздуха. В результате электрохимического окисления образуется оксид металла или ржавчина. Стальные конструкции должны быть надлежащим образом защищены с помощью соответствующего барьера между металлическим элементом и атмосферой. Подготовка поверхности обеспечивает защиту и продлевает срок службы стальной конструкции. Некоторые распространенные методы подготовки стальной поверхности включают сухую абразивоструйную очистку, водоструйную очистку, покрытие каменноугольной смолой, окраску и замену стали коррозионно-стойкими сплавами, такими как:
- титановые сплавы
- никелевые сплавы
- алюминиевые сплавы
- нержавеющая сталь
Эти и другие методы защиты от коррозии обычно дороги и ограничены практическими ограничениями, такими как доступность, местоположение и время.
Противопожарная обработка
Стальные элементы конструкций требуют дорогостоящей огнезащитной обработки. Хотя стальные элементы, такие как отдельно стоящие конструкции, негорючие, их прочность снижается при высоких температуры из-за огня или когда другие материалы внутри здания горят, что делает их восприимчивыми к коробление. Кроме того, сталь, являясь отличным проводником тепла, воспламеняет соприкасающиеся материалы и вызывает возгорание, которое быстро распространяется на другие части здания. Стальные конструкции могут потребовать дополнительной противопожарной защиты, а в зданиях может потребоваться установка соответствующих спринклерных систем в соответствии с требованиями строительных норм и правил конкретной местности. Огнезащитные покрытия, такие как вспученные минеральные покрытия, бетон и вспучивающиеся материалы, гарантируют, что температура стали не превышает пределов воспламенения в случае пожара. Часто стальные конструкции заключают в гипсовые блоки, каменные блоки, гипсокартонные плиты и ограждения из глиняной плитки, которые защищают их от тепла. Эти корпуса обычно дороги и требуют дополнительного обслуживания.
Усталость и переломы
По словам Джека К. Маккормак в книге «Конструкция из конструкционной стали» стальные элементы подвержены усталости. Значительные колебания прочности на растяжение подвергают стальные элементы чрезмерному растяжению, что снижает их общую прочность. Сталь также подвержена хрупкому разрушению, когда теряет пластичность. Это увеличивает вероятность коробления, которое обычно уравновешивается добавлением дорогих стальных колонн, укрепляющих основную конструкцию.