Vai tērauda konstrukcijas kabīne var izturēt ekstremālus laikapstākļus?

Kāpēc tērauda konstrukcijas kabīnes pārspēj citus risinājumus izturībā pret ekstremāliem laikapstākļiem

Materiāla priekšrocības: stiprums attiecībā pret svaru, deformējamība un neuzliesmojamība

Tērauda kabīņu konstrukcijas balstās uz trim galvenajām materiāla īpašībām, kas tās izceļ stingros laikapstākļos. Pirmkārt, tām ir ievērojams stiprums attiecībā pret svaru, tādējādi rāmis ir stiprs, taču pietiekami viegls, lai to neaiznestu vētras laikā, vienlaikus saglabājot stabilitāti. Tēraudam ir arī īpašība, ko sauc par plastiskumu, kas ļauj tam liekties un elastīgi izliekties ļoti spēcīgu vēju ietekmē, nevis saplīst kā citi materiāli. Tas ir ļoti svarīgi, jo tādējādi tiek absorbēta visa šī spēka ietekme, nepazudinot konstrukciju. Vēl viena liela priekšrocība ir tā, ka tērauds nedeg, tāpēc šīs kabīņas ir daudz drošākas vietās, kur bieži notiek meža ugunsgrēki, un koka ēkas viegli aizdegas. Visas šīs īpašības kopā nozīmē, ka tērauda konstrukcijas nav vienkārši būvētas, lai pārdzīvotu negatīvus laikapstākļus, bet tās patiesībā turpina pareizi funkcionēt pat tad, kad blakus esošās ēkas var būt bojātas vai pilnībā iznīcinātas.

Tērauds pret tradicionālajiem materiāliem: reālās pasaules sniegums viesuļvētrās, urānās un plūdos

Patiesos ekstremālos laikapstākļu notikumos tērauda kabīnes vienmēr pārspēj koka un betona alternatīvas:

• Viesuļvētras : Pareizi nostiprināti tērauda rāmji iztur EF3 līmeņa vējus (136–165 mph), sadalot sānvirziena spēkus caur stingriem, nepārtrauktiem savienojumiem—novēršot jumta atdalīšanos un sienas sabrukumu, kas bieži novērojams koka rāmja ēkās.
• Uragāni : Cinkoti tērauda komponenti iztur sāls saturošus vēja pūsmas ar ātrumu virs 150 mph un ilgāk pretojas korozijai nekā koks, kas izliecas no mitruma un sabrūk, nonākot zem projektilu ietekmes.
• Plūdi : Paceltas tērauda pamatnes un pilnībā noslēgtas ārējās apvalki novērš ūdens iekļūšanu, atšķirībā no porainā betona, kas degradējas, pakļauts atkārtotai piesātināšanai. Lauka pierādījumi liecina, ka tērauda konstrukcijas izdzīvo viesuļvētras, kuru intensitāte atbilst 4. kategorijai, tikai ar nelielu papildu nostiprinājumu—savukārt parastās ēkas cieš neatgriezeniskus bojājumus.

Šī uzticamība izriet no tērauda vienmērīguma: vienmērīgās mehāniskās īpašības ļauj veikt precīzus un paredzamus inženierijas risinājumus — pat tad, ja vētru intensitāte un biežums pieaug.

Tērauda konstrukciju kabīņu projektēšana specifiskiem ekstremāliem laikapstākļiem

Uzvērļu un augstas vēja stiprumas izturība: nostiprinājums, piestiprināšana un EF3 saderīga konstrukcija

Tas, kas ļauj ēkām izturēt viesuļvētras, nav vienkārši stipru materiālu izmantošana, bet gan tas, kā visi elementi kopā veido sistēmu. Iedomājieties īpašās atbalsta sistēmas, kas patiešām novirza vēja spēkus pa visu konstrukciju, kā arī nepārtrauktās slodzes pārvadāšanas ceļus, kas stiepjas no jumta līdz zemei. Un neaizmirstiet par dziļajiem ankoriem, kas ietiecas stiprinātajos betona pamatos un spēj izturēt vēja spēku, kas pūš ar ātrumu vairāk nekā 150 jūdzes stundā. Runājot par EF3 klases projektējumu, tas ietver papildus stiprus savienojuma punktus un īpašus savienotājus, kas testēti, lai izturētu vēja spiedienu, kas pārsniedz 200 mārciņas uz kvadrātpēdu. Lai šo lietu ievietotu kontekstā, parastās koka rāmja ēkas sāk rādīt plaisas jau pie spiediena virs 100 psf. Tāpēc tērauda konstrukcijas, kurām raksturīga iebūvētā redundance, ir tik būtiskas cilvēku drošības nodrošināšanai ārkārtas laikapstākļu laikā.

Pielāgošanās plūdiem: pacelti pamati, noslēgtas ārējās konstrukcijas un korozijai izturīgas sistēmas

Tērauda kabīnas, kas būvētas apgabalos, kur ir liela noteces riska iespējamība, parasti atrodas uz pīlāriem, kas pacelti daudz augstāk par tā saukto bāzes noteces līmeni. Šis konstrukcijas risinājums praktiski novērš jebkādu risku, ka struktūra tieši saskaras ar zemes noteces ūdeņiem. Galvenajām strukturālajām daļām būvētāji izmanto karsti cinkotu tēraudu, kas pārklāts ar īpašu cinka un aluminija sakausējuma maisījumu, kura biezums ir aptuveni 350 mikroni. Šis pārklājums nodrošina aptuveni trīs reizes labāku aizsardzību pret rūsu salīdzinājumā ar parastajām krāsas kārtām, ko redzam citur. Lai nodrošinātu pilnīgu ūdensnecaurlaidību, ēkas apvalks visur ir izveidots ar metinātām šuvēm, kā arī ūdensnecaurlaidīgiem membrānām un hermētiski noslēgtām savienojumu vietām ar blīvēm. Viss šis kopā nodrošina, ka struktūra paliek neskarta pat tad, ja tā ir pilnībā iegrimusi ūdenī. Un šeit ir kaut kas interesants: atšķirībā no tradicionālajiem materiāliem, piemēram, koka vai vienkārša betona, šīs tērauda struktūras pat pēc ilgstošas uzturēšanās zem ūdens saglabā savu izturību nemainīgu. Mēs esam redzējuši to atkārtoti pēc lielu noteces notikumu inspekciju rezultātiem piekrastes un upju tuvumā, kur šīs ēkas ir izturējušas izcilīgi, neskatoties uz visiem ūdens radītajiem bojājumiem.

Ugunsgrēku un viesuļvētru novēršana: neuzliesmojoša apdare, triecienizturīgas atveres un atbilstība FEMA P-361 standartam

• Neuzliesmojoša apdare , piemēram, tērauda apšuvums vai minerālvates plāksnes, saglabā stabilitāti temperatūrās virs 649 °C — novēršot aizdegšanās ceļus, kad notiek ugunskvēpu lietus un starojuma siltuma iedarbība.
• Trieceinizturīgas atveres kombinē laminētu stiklu ar polivinilbutirāla (PVB) starpslāņiem un tērauda pastiprinātiem rāmjiem, kas pārbaudīti, lai apturētu vēja pārnestos atkritumus, kuru ātrums ir 209 km/h — standarts reģioniem, kur bieži notiek viesuļvētras.
• Visi būtiskie konstruktīvie risinājumi atbilst FEMA P-361 standartam, tostarp nepārtraukta slodzes pārvadāšanas shēma, dublēti pievienojumi un slodzes pārvadāšanas redundance, kas pierādīta kā izturīga pret 4. kategorijas viesuļvētrām.

Ilgtermiņa izturība: aizsargpārklājumi un apkope tērauda konstrukcijas kabinām

Cinkošana, cinka–alumīnija pārklājumi un keramiskie noslēguma līdzekļi visu klimatu aizsardzībai

Metāla konstrukciju kalpošanas laiks patiesībā sākas no tā, kas ir ārpusē. Karstās imersijas cinkošana veido stipru cinka kārtu, kas saista ar tēraudu un patiesībā paša sevi upurē, lai aizsargātu metālu, pat grūti pieejamos griezuma malu apgabalos. Tāpēc tā ir īpaši piemērota jūras krasta tuvumā vai citos mitros apgabalos. Jaunākās cinka un alumīnija sakausējumu pārklājumu tehnoloģijas nodrošina vēl labāku aizsardzību. Alumīnijs šajos sakausējumos darbojas kā aizsardzības slānis pret kaitīgajiem hlorīdu joniem, kamēr cinka daļa turpina veikt savu funkciju — aizsargāt zemāk esošo tēraudu. Laboratorijas testi rāda, ka šie īpašie sakausējumi var ilgt divas līdz trīs reizes ilgāk nekā parastie cinkošanas apstrādes veidi. Turklāt pastāv keramiskie noslēguma līdzekļi, kas veido pēdējo aizsardzības līniju. Tie veido virsmas, kas atgrūž ūdeni, pretojas UV starojuma bojājumiem un iztur temperatūras svārstības laika gaitā. Visu šo pasākumu kombinācija nozīmē, ka konstrukcijas normālos klimatiskos apstākļos var saglabāties veselas vairāk nekā piecdesmit gadus — to mēs esam redzējuši daudzos reālos piemēros, kad cinkotā tērauda ēkas spēj izturēt desmitgadīgus laika ietekmes procesus. Regulāras pārbaudes reizi gadā un bojāto pārklājuma vietu novēršana, īpaši ap metinājumiem un skrūvēm, novērsīs korozijas attīstību zem virsmas. Grūtākos apstākļos, piemēram, rūpnīcās vai tuvu jūras ūdenim, karstās imersijas cinkošanas kombinācija ar keramiskajiem pārklājumiem nodrošina visefektīvāko aizsardzību ar minimālu nepieciešamību pēc turpmākas uzturēšanas.