不銹鋼板因其外觀具有吸引力且經(jīng)久耐用,已廣泛用于外墻,屋面和電梯等裝飾性用途。 而現(xiàn)在,不銹鋼越來越多地在苛刻的環(huán)境中被用作承重結(jié)構(gòu)。如果從結(jié)構(gòu)的整個(gè)生命周期來看,多數(shù)情況下,不銹鋼具有較好的成本效益?,F(xiàn)在由四川不銹鋼管廠家萊為大家介紹不銹鋼在結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用,希望對(duì)你有所幫助。
傳統(tǒng)碳鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不能用于不銹鋼,因?yàn)閮煞N材料的力學(xué)性能(特別是應(yīng)力-應(yīng)變行為)有本質(zhì)的區(qū)別。 因此,不銹鋼需要有自己的一套設(shè)計(jì)規(guī)則。
在歐洲,EN1993-1-4: 2006 歐洲規(guī)范3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1.4部分:一般規(guī)則 不銹鋼補(bǔ)充規(guī)則,于2006年出版。它基于世界各地多年的研究,涵蓋了熱軋、 焊接和冷成型結(jié)構(gòu)型材。
在美國(guó),輕型不銹鋼型材的設(shè)計(jì)指南已存在多年(美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)(2003)冷成型不銹鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范,SEI / ASCE 8-02,Reston,VA ),但設(shè)計(jì)規(guī)范沒有涵蓋熱軋和焊接不銹鋼結(jié)構(gòu)型材。 設(shè)計(jì)人員需要從基礎(chǔ)工作開始,或者采用碳鋼的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)再加上額外的安全考慮因素,這對(duì)于不銹鋼的使用是一個(gè)明顯的障礙。 此外,由于缺乏設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),建筑執(zhí)法官員還必須對(duì)每個(gè)應(yīng)用案例進(jìn)行單獨(dú)批準(zhǔn)。
國(guó)際鉬協(xié)會(huì)與不銹鋼生產(chǎn)商和其他行業(yè)協(xié)會(huì)合作,于2009年啟動(dòng)了一個(gè)項(xiàng)目,旨在制定厚規(guī)格不銹鋼結(jié)構(gòu)型材的設(shè)計(jì)規(guī)范。 這項(xiàng)工作的成果即 “AISC設(shè)計(jì)指南27:結(jié)構(gòu)不銹鋼” 的出版,作者是鋼結(jié)構(gòu)研究所的Nancy Baddoo,于2013年9月出版。該指南可從AISC的網(wǎng)站www.aisc.org/dg下載。
不銹鋼在承重應(yīng)用中的主要優(yōu)點(diǎn)包括:良好的耐腐蝕性能,因此即使在腐蝕性環(huán)境中也具有優(yōu)良的耐久性;較高的抗沖擊性能;在火災(zāi)中保持強(qiáng)度的能力優(yōu)于碳鋼;良好的清潔性和令人愉悅的外觀。
具有標(biāo)志性的結(jié)構(gòu)應(yīng)用包括阿靈頓空軍紀(jì)念碑,都柏林的尖塔或圣路易斯大拱門等紀(jì)念碑,以及芝加哥的云門雕塑(被稱為“芝加哥豆”)及馬賽令人印象深刻的Ombrière天蓬等雕塑。新加坡的雙螺旋橋和圣地亞哥的Harbour Drive 橋等人行橋也有很高的知名度。
不銹鋼結(jié)構(gòu)部件常用于商業(yè)建筑中支撐玻璃幕墻。 例如,紐約第五大道蘋果立方體中較小的連接部件幾乎是看不可見的,視線幾乎沒有遮擋。不銹鋼構(gòu)件和不銹鋼天棚、扶手和街道設(shè)施一樣,幾乎不需要維護(hù)。 固定木材,石材和磚石的緊固件,錨固系統(tǒng)和支撐角鋼通常難以維護(hù)或更換,將受益于結(jié)構(gòu)用不銹鋼良好的耐腐蝕性能。 木材和磚石本身可以腐蝕其他金屬,并且隨著時(shí)間的推移可能會(huì)吸收水分和腐蝕性化學(xué)物質(zhì)。
位于法國(guó)里昂Confluence的Passerelle 移動(dòng)式人行橋由PCCP和ALTO設(shè)計(jì),采用2205雙相不銹鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。因?yàn)殡p相不銹鋼強(qiáng)度大,結(jié)構(gòu)斷面尺寸和厚度以及橋梁的重量均可減小。
對(duì)于材料而言,公路隧道是較為惡劣的使用環(huán)境。 其維護(hù)成本高昂,并且一旦發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞或火災(zāi),可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。 因此,在隧道結(jié)構(gòu)中,采用不銹鋼做襯砌及支撐框架,維護(hù)走道,固定件和緊固件,照明和標(biāo)牌支撐以及地面支撐的巖石錨桿。 位于布里斯班河下的CLEM7隧道是澳大利亞比較長(zhǎng)的公路隧道,具有許多先進(jìn)的安全功能。 在發(fā)生火災(zāi)或爆炸的情況下,裝有100個(gè)射流風(fēng)機(jī)的高科技通風(fēng)系統(tǒng)可迅速將煙霧抽吸到路面以上的縱向通風(fēng)管道。 在這種高腐蝕性的環(huán)境中,隧道通道的大型混凝土板由雙相不銹鋼2205制造的懸掛系統(tǒng)支撐著。
澳大利亞布里斯班南北穿越隧道,隧道天花板懸掛于雙相不銹鋼支撐系統(tǒng)。
不銹鋼還用于防爆和抗沖擊結(jié)構(gòu),如防爆墻和安全墻、大門、安全屏障和護(hù)柱。 由于其優(yōu)異的延展性和應(yīng)變硬化特性,它可以吸收相當(dāng)大的沖擊力而不發(fā)生斷裂。
在海上平臺(tái)結(jié)構(gòu)中,要求設(shè)置爆炸和火災(zāi)情況下的人員逃生路線。 它們可以是半開放式通道,或是完全封閉高度集成的防火和防爆隧道,例如,懸掛在Skarv 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船側(cè)面的逃生通道。 隧道長(zhǎng)200多米,內(nèi)層碳鋼桁架,外面是2205雙相不銹鋼外殼。
海上浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船(FPSO)上的2205雙相不銹鋼逃生通道 ©BP p.l.c
水處理、紙漿和造紙、核電、生物質(zhì)、化工、制藥以及食品和飲料行業(yè)在平臺(tái)、屏障、大門、梯子、樓梯、電纜橋架和設(shè)備支架中廣泛使用不銹鋼。
工程師越來越多地選擇不銹鋼作為承重應(yīng)用,這些用途受益于不銹鋼良好的耐用性、強(qiáng)度、延展性、韌性、成形性及吸引人的外觀。 推行不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南,有助于那些要求耐用,彈性和可持續(xù)的結(jié)構(gòu)選用不銹鋼。