Ar plieninės konstrukcijos kabinos gali atlaikyti ekstremalias orų sąlygas?

Kodėl plieninės konstrukcijos kabinos puikiai pasirodo esant ekstremaliems orams

Medžiagos privalumai: stiprumo ir svorio santykis, plastšumas ir nedegumas

Plieninės kabinų konstrukcijos remiasi trimis pagrindinėmis medžiagos savybėmis, dėl kurių jos išsiskiria sunkiomis orų sąlygomis. Pirma, jos turi įspūdingą stiprumo ir svorio santykį, todėl rėmai yra stiprūs, bet pakankamai lengvi, kad nepraskristų audros metu, tačiau vis tiek išlaikytų stabilumą. Plienas taip pat turi savybę – plastiniškumą, kuris leidžia jam lenktis ir lankstytis esant labai stipriems vėjams, o ne sulūžti kaip kai kurios kitos medžiagos. Tai yra labai svarbu, nes taip visą jėgą sugeria be pažeidimų. Kitas didelis privalumas – plienas nedega, todėl šios kabinos yra žymiai saugesnės vietose, kur dažnai kilnoja miško gaisrai, o medinės pastatų konstrukcijos užsidega labai lengvai. Visos šios savybės kartu reiškia, kad plieninės konstrukcijos ne tik sukurtos išgyventi blogų orų reiškinius, bet iš tiesų išlieka veikiančios net tada, kai aplinkiniai pastatai gali būti pažeisti arba visiškai sunaikinti.

Plienas prieš tradicines medžiagas: realaus pasaulio našumas tornadų, uraganų ir potvynių metu

Tikruose ekstremaliuose orų reiškiniuose plieninės kabinos nuolat pranoksta medines ir betonines alternatyvas:

• Uraganai : Tinkamai prikabintos plieninės konstrukcijos atlaiko EF3 lygio vėjus (136–165 mph), išsklisdamos šonines jėgas per standžius, nepertraukiamus sujungimus – taip išvengiant stogo atsiskilimo ir sienų žlugimo, kurie dažni medinėse konstrukcijose.
• Huraganai : Cinkuoti plieniniai komponentai atlaiko druska prisotintus virš 150 mph gūsius ir koroziją atlaiko žymiai ilgiau nei mediena, kuri išsitempia dėl drėgmės ir žūva veikiama projektilių.
• Potvyniai : Pakeltos plieninės pamatinės konstrukcijos ir visiškai hermetiški apvalkalai neleidžia vandens prasiskverbti, skirtingai nuo porėto betono, kuris blogėja pakartotinai būdamas visiškai įmirkytas. Lauko tyrimų duomenys rodo, kad plieninės statybos išlieka gyvybingos net po ketvirtojo intensyvumo klasės taifūnų, reikalaudamos tik nedidelės papildomos sustiprinimo – tuo tarpu įprastos statybos patiria negrįžtamą žalą.

Ši patikimumo savybė kyla iš plieno vienodumo: nuoseklūs mechaniniai savybės leidžia tiksliai ir numatytai projektuoti konstrukcijas – net didėjant audrų intensyvumui ir dažnumui.

Plieninių konstrukcijų kabinų projektavimas konkrečioms ekstremalioms orų sąlygoms

Tornadų ir stiprių vėjų atsparumas: sustiprinimas, tvirtinimas prie pamato ir EF3 lygiui atitinkantis projektavimas

Tai, kas leidžia pastatams atlaikyti tornadus, nėra tik stiprių medžiagų naudojimas, o iš tikrųjų – tai visų elementų veikimas kaip vieninga sistema. Įsivaizduokite specialiąją atraminę sistemą, kuri iš tikrųjų nukreipia vėjo jėgas per visą konstrukciją, taip pat nuolatines apkrovos perdavimo kelius, einančius nuo stogo iki žemės. Nepamirškite ir gilųjų tvirtinimų, įleistų į armuotų betoninių pamatų konstrukcijas, kurie gali atlaikyti vėjo jėgą, viršijančią 150 mylių per valandą. Kalbant apie EF3 lygio projektavimą, jame įtraukti papildomai stiprūs sujungimo taškai ir specialūs sujungikliai, išbandyti tam, kad išlaikytų vėjo slėgį, gerokai viršijantį 200 svarų kvadratiniam pėdai. Tam, kad šią informaciją būtų lengviau suprasti, pakanka paminėti, kad įprasti medinės konstrukcijos pastatai pradeda trūkinėti, kai jų veikiamas slėgis viršija 100 svarų kvadratiniam pėdai. Būtent todėl plieninės konstrukcijos, turinčios įtaisytą perteklinę saugos sistemą, yra tokios svarbios žmonių saugai ekstremaliomis orų sąlygomis.

Potvynių pritaikymas: pakeltos pamatinės konstrukcijos, sandarios apvalkalai ir korozijai atsparios sistemos

Plieno kabinos, pastatytos regionuose, kurie yra linkę į potvynius, paprastai remiasi ant atramų, iškeltų žymiai aukščiau nei nustatyto pagrindinio potvynio lygio. Šis projektavimo sprendimas praktiškai pašalina bet kokį rizikos veiksnį, susijusį su tiesioginiu sąlyčiu su potvynio vandenimis žemėje. Pagrindinėms konstrukcinėms dalims statytojai naudoja karštai cinkuotą plieną, padengtą specialiu cinko ir aliuminio lydinio sluoksniu, kurio storis siekia apie 350 mikronų. Šis dangtelis suteikia maždaug triskart geresnę apsaugą nuo korozijos lyginant su įprastomis dažymo sistemomis, kurios naudojamos kitur. Siekiant užtikrinti visišką sandarumą, pastato apvalkalas visur turi suvirintas siūles, taip pat vandeniui nepraleidžiančius membranas ir sandarintus su gumos tarpinėmis sujungimus. Visa tai veikia kaip vieninga sistema, todėl konstrukcija išlieka nepažeista net esant visiškai panirtai į vandenį. Ir štai kas įdomu: skirtingai nuo tradicinių medžiagų, tokių kaip medis ar paprastas betonas, šios plieninės konstrukcijos ilgą laiką išbuvus po vandeniu išlaiko savo stiprumą nepakitusiame pavidale. Tai daug kartų patvirtinta tikrinant po didelių potvynių pakrantėse ir upių pakraščiuose, kur šie pastatai nepaprastai gerai išsilaikė nepaisant visų vandens sukeltų žalų.

Ugnies ir uraganų poveikio sumažinimas: nedegūs fasado apdailos elementai, smūgiams atsparūs angokrai ir atitikimas FEMA P-361 rekomendacijoms

• Nedegūs fasado apdailos elementai , pvz., plieninė apvalkalinė danga ar mineralinės vatos plokštės, išlieka stabilūs esant temperatūroms, viršijančioms 649 °C – taip pašalinant ugnies užsidegimo kelius prieš liepsnojančių anglies dalelių lietaus ir spinduliuojančios šilumos poveikį.
• Smūgiams atsparūs angokrai sujungia laminuotą stiklą su polivinilo butiralo (PVB) tarpinėmis ir plieno sustiprintais rėmais, kurie išbandyti sustabdyti vėjo nešamą šiukšlį, judantį 209 km/h greičiu – tai uraganų linkusių regionų standartinis reikalavimas.
• Visi esminiai konstrukciniai sprendimai atitinka FEMA P-361 standartus, įskaitant nuolatinį apkrovos perdavimo kelią, daugiasluoksnį tvirtinimą ir apkrovos perdavimo perteklių, kuris patvirtintas kaip gebantis išlaikyti IV kategorijos uraganų sąlygas.

Ilgalaikė patikimumo užtikrinimas: apsauginiai paviršiaus dangos sluoksniai ir priežiūra plieninėms konstrukcijoms skirtuose namuose

Cinkavimas, cinko-aliuminio dangos ir keraminiai hermetikai visų klimatų sąlygoms apsaugoti

Metalinių konstrukcijų tarnavimo laikas iš tikrųjų prasideda nuo to, kas yra jų išorėje. Karštojo šiluminio cinkavimo būdu sukuriamas stiprus cinko sluoksnis, kuris susijungia su plienu ir netgi aukštai apsaugo metalą, aukodamas save – net sudėtingose pjūties kraštų vietose. Dėl to šis būdas puikiai tinka vietoms prie jūros kranto ar bet kuriose vietose, kur daug drėgmės. Naujesnių cinko ir aliuminio lydinių dengiamieji sluoksniai dar labiau pagerina apsaugą. Šiuose lydinijuose aliuminis veikia kaip skydas prieš įkyriuos chlorido jonų poveikį, tuo tarpu cinko dalis toliau atlieka savo funkciją – apsaugo po ja esantį plieną. Laboratorinės bandymų rezultatai rodo, kad šie specialūs lydiniai gali tarnauti du–tris kartus ilgiau nei įprasti karštojo šiluminio cinkavimo būdai. Be to, yra keraminiai hermetikai, kurie sudaro paskutinę gynybos liniją. Jie sukuria paviršius, kurie atstumia vandenį, atsparūs UV spinduliavimui ir išlaiko savo savybes temperatūros svyravimų sąlygomis ilgą laiką. Visų šių apsaugos priemonių derinys leidžia konstrukcijoms išlikti nepažeistoms daugiau nei penkiasdešimt metų normaliomis oro sąlygomis – tai patvirtinta daugelyje realių pavyzdžių, kai cinkuotų plieno pastatų konstrukcijos dešimtmečiais išlaiko savo stiprumą ir vientisumą. Reguliarūs kasmetiniai patikrinimai bei pažeistų dengiamojo sluoksnio vietų (ypač suvirintų jungčių ir varžtų aplinkoje) pataisymas neleidžia korozijai prasidėti po paviršiumi. Sunkesnėmis aplinkybėmis – pvz., gamyklose ar arti jūros vandens – karštojo šiluminio cinkavimo ir keraminių dengiamųjų sluoksnių derinys užtikrina geriausią apsaugą su minimaliais nuolatinės priežiūros reikalavimais.