English彩鋼板板受環境腐蝕影響的因素
彩鋼板受環境腐蝕影響的因素
一、高溫度
溫度過高，彩鋼板油涂層軟化腐蝕介質容易沾附，漆膜退化滲透到基板。高溫下油漆含氧量會提高，稀釋劑會加速蒸發，高溫度環境相互作用而失去它原有的性質的變化。
二、高濕度環境
基板頭部及尾部還有兩邊邊緣，經高壓加工在硬質壓力的擠壓后油漆會拉伸變形損壞,濕度高空氣中的含水會參透油漆進入鍍鋅板，水中含有的酸堿性物質會加速對基板損壞。
三、露
露中的液態水凝結在彩鋼板表面。在溫度的變化下水會緊貼于板面發生溶解腐蝕條件。
四、溫差
一段時間之內最高溫度與最低溫度為這一段時間內的溫差也導致涂層冷熱頻繁，會加速涂層中的樹脂蒸發老化疏松受外界腐蝕介質容易滲透到基板。
五、太陽光照射的時間及強度
板面吸收太陽光散發的電磁波、射線、X射線、透射、折射、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波都會產生對彩鋼板大小程度的損壞。尤其是太陽光中的紫外線高頻射線，X射線對基板有高強度穿透作用。所有的物質存在都是有“壽命"的.彩鋼板的“壽命”也不例外，從上面看出接觸太陽光的時間長短及強度直接影響彩鋼板的使用時間。
六、雨水量及酸雨
雨水量：下雨的時候對彩鋼板起到雙面作用。在降雨的時候雨水在天空中傾盆而下對板面會產生洗刷的作用，雨水會把彩鋼板表面的灰塵沖刷掉恢復油漆本有的亮度來反射陽光抵抗紫外線。酸雨：如果雨水含硫酸或酸性的硫酸鹽成分越大對油漆耐腐蝕是越不利。我國酸雨主要是硫酸型，我國三大酸雨區分別為：
1.西南酸雨區：是僅次于華中酸雨區的降水污染嚴重區域。
2.華中酸雨區：目前它已成為全國酸雨污染范圍最大，中心強度最高的酸雨污染區。
3.華東沿海酸雨區：它的污染強度低于華中、西南酸雨區。
七、風
受風的影響會產生兩個原因，風向和風速。風向：板與板之間都有連接點，連接部位經過風向的吹力會產生拉伸效應導致連接部位松動暴露縫隙，雨水會經過縫隙滲透到內部。風速：就是風遇上彩鋼板面產生的壓力。5級風直吹彩鋼板表面產生的壓力是每平方25.5千克，每增加一級風按每平方產生的壓力在約5.1千克。
八、空氣污染
一、工業生產排放到大氣中的污染物種類繁多，其中包括大量煤炭，煤炭在燃燒過程中要釋放大量的灰塵、有煙塵、硫的氧化物、氮的氧化物、有機化合物、鹵化物、碳化合物。二氧化硫、一氧化碳、等物質對油漆腐蝕均有加速作用。
九、雪
1 .影響雪荷載確定的因素分析
根據有關數據資料和調查,雪荷載對一般的磚混結構和框架結構建筑的安全性影響較小,鮮見由于暴風雪而受到破壞的情況,而對一些輕鋼屋蓋、鋼架、網架、穹頂、拱頂等結構有可能造成較大的破壞。其倒塌的原因與雪荷載取值不合理有關。因此有必要對雪荷載的規律進行深入研究,使其數據標準化。
2.屋面形狀及建筑物尺寸對雪荷載取值的影響
屋蓋上的積雪分布是不均勻的。屋面的坡度將影響雪荷載的分布,一般來講屋面坡度越小,積雪越多。各國在考慮坡度對雪荷載影響時坡度的上、下限取值是不一樣的。比如日本、美國等國家的規范規定,當屋面坡度大于60°時,屋面積雪很小,可不考慮雪荷載。我國荷載規范規定這一角度為50°[5]。當屋面坡度較小時對雪荷載的影響較小可忽略不計,雪荷載的取值和水平屋面相同。這一臨界角度各國的規定也不相同,日本為30°,前蘇聯為25°,美國為20°,我國規范規定為25°對于拱形屋面雪荷載的大小和矢跨比(F/L)有關,矢跨比大,積雪量少,雪荷載也小,相反,矢跨比小,雪荷載大。
3.對于面積較大的屋面積雪在風荷載作用下將發生遷移,雪荷載的不均勻分布可能導致結構失穩。現行的荷載規范[5]很難確定大型屋蓋表面的雪壓分布。因此,有必要研究屋蓋表面積雪在風作用下的漂移過程。在這方面同濟大學的周恒毅等[6],采用兩相流理論模擬風荷載雪漂作用,對首都國際機場3號航站樓屋面雪荷載分布進行了研究,利用計算流體動力學軟件FLUENT,計算了在風作用下積雪發生遷移后屋蓋表面的雪壓分布,并對雪荷載改變量以及雪壓分布的規律進行了分析,為結構設計提供了依據。因此,當進行類似的大面積屋面雪荷載確定時不能簡單的按均勻分布來確定,應進行專門的研究。
4.積雪密度對雪荷載取值的影響
4.1積雪密度和很多因素有關,首先由于積雪的壓密作用,使得新雪與舊雪的密度不同,一般新雪密度在0·4~1·0kN/m3之間,而舊雪密度在0·6~7·0kN/m3之間。降雪時氣溫不同積雪的密度也不相同。一般來說降雪時氣溫低,積雪的密度小。奧包蘭斯基通過研究得到了積雪密度與氣溫之間的關系如表1。
新雪密度與氣溫之間的關系
氣 溫/℃ <-10 -10～-5.1 -5～-0.9 0～+2 >+2
新雪密度/kN?mˉ3 0.12～0.75 0.11～0.87 0.35～1.28 0.69～1.83 1.58～1.96
4.2 從表中可以看出,降雪時溫度不同,積雪的密度的差異是很大的。由于溫度高時降雪的積雪密度大,所以在我國南方偶爾出現降雪時,由于積雪的密度很大,更容易出現實際雪荷載超出設計雪荷載造成建筑物的屋頂承載力不足而發生倒塌的情況。積雪深度也將影響雪的密度,當積雪深度較深時,積雪密度也較大。積雪密度與積雪深度之間的關系如表2。
4.3 屋面構造及采暖條件對雪荷載取值的影響
屋面構造不同,室內外溫差不一樣,室內向外傳播出去的熱量也不相同。在我國北方地區,一般的工業與民用建筑冬季都要采暖抗寒,因而產生較大的室內外溫差,熱可以隨著溫度差向外傳播,也會使房屋周圍形成暖氣團,加速降雪的融化,減少了屋面的雪荷載。而有些鋼結構棚架只起遮陽和遮雨雪的作用,不采暖,這樣的結構屋蓋雪荷載就大于采暖的建筑。
風力、風速和風向對雪荷載取值的影響
4.4一般來講迎風面積雪較薄,背風面由于風渦等作用積雪較厚。同時在一定風力與風向的作用下,雪會移動,影響了積雪的分布。在一般的建筑中由于屋頂面積不大,這種作用不太明顯可以不考慮,但對于大面積的屋頂這種作用將產生較大的影響,是不能忽略的。當風力很大的時候,屋頂上的雪會被吹掉。因此,在確定雪荷載值時,必須考慮風力、風速和風向的影響,使其盡可能符合實際情況。
4.5 雪荷載值的合理確定
建設地點的基本雪壓在規范中沒有明確數值時當地的基本雪壓值在荷載規范附錄中沒有給出時,可以根據當地的氣象資料,按基本雪壓定義通過統計分析確定。
對雪荷載的調查實測數據處理后,經過統計假設檢驗,其概率分布服從極值Ⅰ型分布。其分布函數為:F(X)=exp{-exp[-a(x-u)]}-u]}-u)]}
4.6式中,α為分布的尺度參數;u為分布的位置參數,即分布的眾值。
當地有10年或10年以上的年最大雪壓資料時可通過資料的統計分析,按上式確定基本雪壓。當有大量樣本時,分布參數的均值μ和標準差σ的關系如下:α=1.28255σ,u=μ-0.57722α
4.7當地的年最大雪壓資料不足10年,可通過與有長期資料或有規定基本雪壓的附近地區進行對比分析確定基本雪壓。
4.8當地沒有雪壓資料時可通過對氣象和地形條件的分析,參考荷載規范附錄上的等壓線用插入法確定基本雪壓。
4.9 建設地點的基本雪壓在規范中有明確數值時
4.10對于一般的框架結構和磚混結構房屋,基本雪壓值可根據荷載規范附錄中的表格和等值線圖選用,按均布荷載進行計算,就能滿足承載力的要求。可以說一般的框架結構和磚混結構房屋按現行規范的要求雪荷載取值是安全的。
4.11對于輕鋼屋蓋、鋼架、網架、穹頂、拱頂等彩鋼板結構,目前我國采用的是50年一遇的基本雪荷載設計標準值,基本上能夠滿足設計需要,但在大災面前雪荷載標準值偏低。我國南方地區空氣濕潤,多為濕雪,是重度較大的降雪,更有必要提高雪荷載標準值。在經濟允許前提下可提高到100年一遇的水準。
4.12對高低跨屋面或有局部高差屋面,由于風對雪的漂積作用,較高屋面的雪被吹落在較低屋面上,在低屋面上形成局部較大的漂積荷載。最大可出現三倍于地面積雪荷載的情況。因此在建筑結構設計時要特別注意高低跨屋面或有局部高差屋面的情況。關于低跨屋面的積雪分布系數的選取,前蘇聯規范規定屋面積雪分布系數取4·0。我國現行規范規定屋面積雪分布系數為2·0。考慮到我國部分地區冰雪災害頻發,低屋面的積雪分布系數有必要調大。
4.13屋面積雪分布系數是屋面水平投影上的雪荷載Sk與基本雪壓S0的比值,實際上也是地面基本雪壓換算成屋面雪荷載的換算系數。如果設計人員忽略了積雪分布系數,對于一般的平屋頂建筑由于Sk與S0是相等的,雖然概念不清楚,但計算結果是相同的。如果對于其它形式的屋頂,也不考慮積雪分布系數,就會出現計算錯誤,甚至有可能由于雪荷載取值過小而發生工程事故。
4.14屋面積雪分布系數可按規范選用。規范中對大部分房屋都列出了積雪均勻分布和不均勻分布兩種情況,后一種主要考慮積雪的漂移和堆積后的情況。原則上在計算結構及屋面承重構件時,應分別按兩種分布情況計算結構的效應值,按最不利的情況確定構件的截面。根據實踐經驗可適當進行簡化,按下列情況進行設計計算:①在基本雪壓S0>(0·3~0·5)kN/m2的地區,計算直接承受雪荷載的屋蓋結構(如屋面板、檁條等)時,應考慮雪荷載不均勻的影響,按最不利情況進行計算。②屋架和拱殼應分別按積雪全跨均勻分布情況、不均勻分布情況和半跨均勻分布的情況進行計算。③對于下部承重結構如排架柱、框架柱,由于其它荷載較大,雪荷載不均勻分布的影響較小,可不考慮雪荷載分布不均勻的影響,按積雪全跨均勻分布情況進行計算。④面積特別大的鋼結構等輕型屋面,如機場候機樓、體育場館屋頂等,造型特別等原因,現行荷載規范還不能解決其雪荷載的分布問題。對于類似的情況應做專門的研究。
5.雪荷載對建筑輕鋼結構的影響以及雪荷載在工程中取值的分析
5.1檁條彎扭失穩破壞 當檁條高度偏小,截面不足時,無法承受巨大的暴雪荷載,發生彎扭失穩破壞。如果一個開間檁條破壞而掉落后,鋼架之間如果沒有足夠的連接,會使得剛架在鄰跨的不均勻荷載作用下發生扭曲而破壞,承載力喪失[1]。化雪時產生的不均勻荷載對鋼架有不利影響,使得陰面倒塌面積比陽面小。
5.2剛架平面外失穩破壞 在暴雪中,巨大的雪荷載使得剛架梁在彎矩作用下,下翼緣受壓屈曲,平面外失穩。如果一段梁發生破壞,會導致相鄰柱承受不均勻荷載而發生平面外失穩破壞并形成連鎖效應。
5.3剛架梁平面內失穩破壞 如果剛架梁的截面過小,無法承受巨大的雪荷載,則會在彎矩作用下發生平面內的整體失穩破壞。雪荷載作用下,梁跨中上翼緣受壓先屈曲(其截面較小,本身就容易成為薄弱部分,此時梁撓度最大,屋面也最容易積雪,使屋面載荷加大)。失穩破壞時梁向下彎折,而彎折更使屋面雪向彎折的中部滑動集中,形成更大的載荷,梁柱節點處彎矩瞬間大增,致使此處梁下緣也屈曲而破壞[3]。梁失穩后,給鄰間檁條產生大的拉力和扭矩,致使其在多個力的作用下扭曲。
5.4節點破壞剛架主體節點一般都有較大的安全儲備,在雪災中發生破壞的往往是圍護結構和次結構的節點。此類節點破壞后,引起的局部破壞經常導致荷載分布不均勻,而致使廠房的其他部分連鎖破壞。
5.5次要結構破壞輕型鋼結構建筑的次結構的破壞,如雨棚、連廊等也是容易發生破壞的部位。當雨棚在雪荷載作用下,與廠房主體連接的節點破壞是很典型的設計問題所致。
5.6支撐體系失效單層門架結構中,支撐體系的設計非常重要,剛架結構整體穩定及平面外計算長度、軸壓比等均需借助一些支撐來保證。
十、對彩鋼板鋼結構的安裝建議
（1）因地制宜地提高雪荷載值與風荷載值的設計。結構設計規范是結構設計的基本要求,各地區可以根據 實際情況,在滿足設計規范要求的前提下,適度加大雪荷載 和風荷載設計值,提高輕鋼結構房屋抵御暴風雪能力的安全 系數。
(2)結構設計時,應首先按半跨雪荷載的荷載組合模式 進行設計,加大輕型鋼結構1/4跨和3/4跨處剛度。輕型鋼 結構屋面1/4和3/4跨處,在風雪中常常會出現過厚積雪, 造成這些部位產生較大變形,隨著矢跨比的增大,這種現象 就更加明顯。
(3)提高輕鋼結構體系的魯棒性。輕鋼結構構件的截面尺寸小,質量輕,但傳遞力徑較單一,在遇到暴風雪作用時, 往往會因為局部受損導致整體性破壞。因此,在保證結構體 系中各構件與節點的安全能力外,也應充分考慮結構形式的 魯棒性。
（4）對剛架梁柱節點進行加強，如增大節點處腹板厚 度，控制節點處的初始缺陷，在腹板處增加斜撐防止過早屈 曲等，預計均可提高剛架的抗風、抗雪極限承載力。
（5）考慮偶然 荷載的作用，使結構更加安全可靠，在重要彩鋼板結構的設計中，將不可預期的偶然荷載納入考慮的范 疇，可以使設計更加完善，使其既有較好的經濟性， 又有合理的安全性。同時，這也體現了結構抗連續 倒塌設計方法中事件控制法的思想。
（6）建議采用防腐能力更強的納米防腐隔熱板，自重更輕更加耐用！
