CC BY
25Рисунок 1. Арматурный каркас с циркуляционными контурами
Выделим основные преимущества ЭЭС:
- Низкие дополнительные инвестиционные затраты в случае запланированных свайных фундаментов,
- Возможность использования для обеспечения базовой тепловой нагрузки,
- Может использоваться со всеми типами фундаментов глубокого заложения [3].
Литература
1. Рагозина Н. М. Оборудование возобновляемых источников энергии на примере использования низкопотенциального тепла в схемах с тепловыми насосами. М.: 2009.
2. Бобров И. А., Захаров А. В. Применение тепловой энергии грунтового основания для отопления и кондиционирования зданий//Вестник Пермского государственного технологического университета. Строительство и архитектура. № 1. Пермь:2011.
3. Крамина Т. А. Нетрадиционные методы получения геотермальной энергии.// Известия казанского государственного архитектурно-строительного университета. № 2. Казань: 2015.
Влияние формы сечений элементов фермы и их расположения на скорость
коррозии Слесарев П. В.
Слесарев Павел Владимирович /Slesarev Pavel Vladimirovich — магистрант, кафедра строительства, строительных материалов и конструкций, Тульский государственный университет, г. Тула.
Аннотация: изучение проблемы коррозии является одной из наиболее важных для повышения сроков эксплуатации и надёжности металлических конструкций. Защита от коррозии должна формироваться ещё в процессе проектирования и заключается она в правильном выборе проектировщиком сечения элементов конструкции, а также их грамотное расположение в здании. Данная статья посвящена рассмотрению того, насколько сильно скорость распространения коррозии зависит от конструктивной формы.
Ключевые слова: воздействие коррозии, несущая ферма, коррозия металлов, антикоррозийная защита.
Понятие коррозии хорошо освещено в ГОСТ 5272-68*, согласно которому под коррозией следует понимать «разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с коррозионной средой» (далее по тексту - «коррозия»).
Разрушение металлических конструкций коррозией приводит к значительному снижению показателей их долговечности. Характер коррозии и скорость её развития в различных металлически конструкциях зависит, прежде всего, от среды, в которой они эксплуатируются. Следующим по значимости фактором является конструктивная форма самой конструкции.
Над установлением закономерностей воздействия форм на коррозионную стойкость металлических конструкций и получением числовых показателей этих зависимостей в своё время работали величайшие умы - Беленя Н.И., Стрелецкий Н.С., Вольберг Ю.Л. В результате их трудов
было установлено, что наименее износу подвержены конструкции с замкнутым сечением в отличие от тех же спаренных профилей. Данные, иллюстрирующие это, приведены на рисунке 1.
Рисунок 1. Потери в весе пластинок, составляющих сечение, от воздействия коррозии (граммах)
Анализируя полученными результаты, однозначно можно сказать, что форма имеет серьёзное влияние на долговечность конструкции. Таким образом, проектировщик может заранее на этапе разработки проекта уже обеспечить требуемую коррозионную стойкость или же принять сечение с запасом по этому показателю [1].
Проведённый анализ заинтересовал своими результатами, и было принято решение рассчитать ферму из гнутосварных профилей по обобщенному показателю коррозионной стойкости. Этот показатель поможет прояснить влияние различных факторов, а именно механических характеристик стали, геометрических характеристик сечения, на скорость, с которой будет распространяться коррозия. Он вычисляется по формуле:
^ t • к
ТТ _ _ст ст_
Кор К-К-кф• кр
где кф,ка - коэффициенты, учитывающие влияние вида сечения и угла наклона к горизонтали на коррозионную скорость;
кп - коэффициент, показывающий насколько использованы прочностные свойства материала;
кр - коэффициент, учитывающий значение периметра элемента, подверженного воздействию коррозии;
1 - первоначальная толщина профиля;
кст - коэффициент учёта различий скорости развития коррозии для стали С235 и рассматриваемой стали [2].
Если же рассматривать конструкцию целиком, то для неё значение Пкор вычисляется путём нахождения среднего арифметического между такими же показателями элементов, из которых она состоит. Формула приведена ниже:
т
уу констр _ кор
кор
п
Анализируя формулу (2) можно сказать, что идеальной будет считаться конструкция, для которой
Я констр _ V 7Г
кор —Ы! . В этом случае все элементы будут иметь одинаковую скорость коррозии, что положительно скажется на долговечности.
Итак, вернёмся к рассмотрению поставленной цели. Как было сказано выше, рассмотрению подлежит ферма пролётом 24 м, сечение всех элементов которой выполнены из замкнутых гнутосварных профилей. Расчётная схема ферма соответствует схеме, представленной на рисунке 2.
ВП-1 ВП-1
/ь / Ст-2 яУ т V = \/О X (N1 , \д V/
НП-1 НП-2 НП-2 НП-1
Рисунок 2. Расчётная схема
Все элементы фермы выполнены из стали С255. Сечения элементов фермы были подобраны на основании статического расчёта. Следует заметить, что в качестве нагрузки рассматривался вес снегового покрова для III снегового района и кровельные сэндвич-панели толщиной 150 мм весом 25,61 кг/м2.
Затем для каждого элемента вычислялся показатель Пкор. Результаты статического расчёта и вычисления показателя коррозионной стойкости приведены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты расчёта фермы из гнутозамкнутых сварных труб
Элемент Размер сечения Пкор
ВП- 1 160х100х5 13,74
ВП- 2 160х100х5 15,61
НП- 1 140х100х5 20,71
НП- 2 140х100х5 11,13
С-1 80х80х3 45,44
С-2 80х80х3 31,28
С-3 80х80х3 31,28
Р-1 120х80х5 23,90
Р-2 120х80х5 16,05
Р-3 80х80х3 19,33
Р-4 80х80х3 20,87
Определение показателя Пкор для всей конструкции ведём по формуле 2 и получим, что он равен щонсгпр = 22,67 мм.
Выполним анализ полученных данных.
Первое, что бросается в глаза - это большой разброс Пкор между всеми составляющими фермы. Это указывает на то, что процесс коррозии для них будет происходить с различной скоростью. Кроме того, если взять раскос Р-3 и стойку С-1, имеющих одинаковые сечения, то можно заметить, что разность между показателями Пкор составляет 2,35 раза. На основании этого можно с уверенностью говорить о существенной зависимости между показателем устойчивости под воздействием коррозии и расположением элемента в пространстве.
Второе, на что следует обратить внимание, это часть нижнего пояса НП-2, у которой Пкор =11,13 мм, что является самым низким значением. Объяснить это можно таким образом: в середине пролёта ферма будет иметь наибольший прогиб, вследствие чего там будет накапливаться конденсат и пыль, которая задерживает в себе влагу и увеличивает тем самым время её воздействия на конструкцию.
Третье - это стойки. Такое поведение объясняется их «вертикальностью». Из-за этого и влага и пыль не скапливаются.
Таким образом, ферму из гнутозамкнутых сварных профилей как раз и следует рекомендовать для использования в агрессивной среде, т.к. замкнутость профилей - гарант высокой стойкости под воздействием коррозии и, как следствие, долговечности.
Литература
1. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23-81*. М.: Минрегион России, 2011. 188 с.
2. СНиП 11-28-73*. Защита строительных конструкций от коррозии. М.: Стройиздат, 1982. 56 с.
