Проектирование стальных конструкций с учетом агрессивности среды

При выборе типа конструкции и определении размеров ее элементов недостаточно руководствоваться только критериями прочности, жесткости и устойчивости. Для агрессивных сред необходим выбор формы конструкции и ее элементов с учетом максимального ограничения коррозионного воздействия и создания условий для выполнения защитных покрытий и проведения их восстановления. Следует проанализировать размеры пролетов. Применение больших пролетов предпочтительнее, так как это позволяет использовать профили с большей толщиной стенок, что способствует концентрации материала (уменьшается отношение периметра профиля к его сечению).

Элементы даже одной конструкции по-разному реагируют на. коррозионное воздействие среды. Наблюдения за стальными конструкциями, работающими в агрессивных средах, показали, что в большей степени повреждаются решетчатые фермы, балки и связи, выполненные из тонкостенных элементов; в меньшей степени - подкрановые балки, а также колонны из простых профилей.

Уменьшению скорости коррозии способствуют следующие факторы:

1. установка профилей (уголков, швеллеров, двутавровых балок) таким образом, чтобы в них не собиралась жидкость. В противном случае следует предусмотреть дренажные отверстия или запроектировать замкнутые герметичные профили;

2. создание условий для беспрепятственного испарения конденсата. При проектировании сечений стальных элементов необходимо выбирать форму, позволяющую воздуху свободно обтекать профиль и обеспечивающую быстрое испарение влаги. С этой точки зрения наилучшими являются трубчатые и коробчатые сечения;

3. учет влияния формы на ослабление сечения в результате коррозионных потерь материала; с этой целью используется коэффициент сопротивления профиля воздействию коррозии или отношение площади прокорродировавшего сечения Fh к номинальной площади сечения F (этим коэффициентом можно пользоваться лишь при равномерной коррозии).

Наиболее выгодны с этой точки зрения стержни и герметичные трубы. Менее выгодны открытые трубы, а также сечения тавровые и состоящие из двух уголков.

Элементы, состоящие из двух уголков, невыгодны из-за неудобства нанесения и восстановления лакокрасочных покрытий; рекомендуется заменять их одиночными уголками. Например, если верхний пояс решетчатой балки пролетом 30 м, запроектированный из двух уголков 150х100х10, заменить одним профилем 200х120х16, то коэффициент сопротивления К изменится от 0,85 до 0,9.

Замкнутые сечения, в которых невозможен контроль внутренних поверхностей, должны быть герметичными, а конденсация водяных паров на внутренних поверхностях таких элементов исключена, поэтому они не могут находиться частично в закрытом отапливаемом помещении, а частично снаружи.