خطرات بزرگی که سازه‌های فولادی را تهدید می‌کند

سازه‌های فولادی به علت استحکام بالا، سرعت اجرا، دوام طولانی و انعطاف پذیری در طراحی، جزو پرکاربردترین سیستم‌های سازه‌ای در پل‌ها، ساختمان‌ها، کارخانه‌ها و تاسیسات صنعتی محسوب می‌شوند. ولی این تصور که فولاد همیشه مقاومت کامل دارد، اشتباه رایجی است. در حقیقت، سازه‌های فولادی در مقابل مجموعه‌ای از تهدیدها آسیب‌پذیر هستند؛ تهدیدهایی که اگر به موقع جلوگیری نشوند، می‌توانند منجر به ضعف سازه، کاهش طول عمر مفید یا حتی تخریب کامل شوند. در این گزارش، به بررسی مهم‌ترین خطراتی می‌پردازیم که سازه‌های فولادی را تهدید کرده و تاثیر مستقیم یا غیرمستقیم بر ایمنی، عملکرد و دوام آن‌ها دارند.

خطرات احتمالی سازه‌های فولادی

استفاده از سازه‌های فولادی فقط در زمانی عقلانی و ایمن است که همراه با طراحی درست، دانش فنی، مواد باکیفیت و مراقبت‌های دائمی باشد. بدون این‌ها، هیچ سازه‌ای در مقابل خطرات بزرگ دوام نخواهد آورد. در ادامه خطرات احتمالی که سازه‌های فولادی را تهدید می‌کند را برای شما بیان خواهیم کرد:

خوردگی

یکی از بزرگ‌ترین تهدیدات برای سازه‌های فلزی، خوردگی آن می‌باشد. فولاد ذاتا در مقابل تماس با رطوبت، اکسیژن و بعضی از مواد شیمیایی، تمایل به اکسید شدن و زنگ‌زدگی دارد. در محیط‌های نمناک و مرطوب، صنعتی یا دریایی، این فرآیند با شدت بسیار زیادی اتفاق می‌افتد.

خوردگی منجر به کاهش سطح مقطع مقاطع فولادی می‌شود که به کاهش مقاومت سازه و در پایان، خطر ریزش می‌انجامد. چنانچه لایه‌های محافظ از جمله رنگ‌های اپوکسی، پوشش‌های گالوانیزه یا عایق‌های رطوبتی به طور صحیح اجرا نشوند یا با گذشت زمان آسیب ببینند، فرآیند خوردگی به شدت تسریع می‌شود. در این بین، استفاده از مصالح مقاوم به زنگ‌زدگی، از جمله لوله ضد زنگ یا فولادهای ضد خوردگی، به خصوص در سازه‌های صنعتی و مناطق مرطوب، راه‌حلی موثر جهت مقابله با این مشکل به شمار می‌رود.

حرارت بالا و آتش‌سوزی

در شرایط عادی، فولاد مقاومت بسیار زیادی دارد ولی یکی از نقاط ضعف اصلی آن، رفتار ضعیف در مقابل حرارت بالا است. با افزایش دما، به ویژه در مواقع آتش‌سوزی، استحکام فولاد به شدت کاهش می‌یابد. به طور مثال، در دمای حدود ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد، فولاد تا ۵۰٪ مقاومت خود را از دست می‌دهد.

در سازه‌هایی که حفاظت حرارتی مناسبی نداشته، آتش‌سوزی می‌تواند منجر به ریزش ستون‌ها، خم شدن تیرها و فروپاشی کل ساختمان در عرض چند دقیقه شود. به همین علت، استفاده از پوشش‌های ضدحریق، ملات‌های محافظ یا صفحات نسوز بر روی المان‌های فولادی، کاملا لازم و ضروری است.

خطاهای طراحی و اجرا

فولاد ماده‌ای مهندسی شده و دقیق می‌باشد؛ در نتیجه کوچک‌ترین اشتباه در طراحی یا اجرا می‌تواند باعث ضعف عملکردی سازه شود. اتصالات نامناسب، بارگذاری اشتباه، جوشکاری ضعیف و بی‌توجهی به جزئیات طراحی لرزه‌ای می‌تواند سبب شکست موضعی، تمرکز تنش یا گسترش ترک‌ها در المان‌های بحرانی شود.

گاهی نیز طراحان از مقاطع غیراستاندارد یا اشتباهات محاسباتی استفاده کرده که در مقابل بارهای زلزله، باد یا نشست‌های نامتقارن زمین، نتایج بسیار مخربی خواهد داشت. همچنین نبود نظارت دقیق در زمان ساخت و کنترل کیفیت ناکافی در پروژه‌های ساختمانی می‌تواند تهدید جدی جهت سلامت سازه‌های فولادی باشد.

اثرات تغییرات اقلیمی و رطوبت محیطی

یکی دیگر از تهدیدات فزاینده جهت سازه‌های فولادی، تغییرات اقلیمی و افزایش رطوبت و بارندگی در مناطق متعدد کشور است. تغییرات شدید دما، بالا رفتن مقدار رطوبت نسبی و ورود ریزگردهای اسیدی به جو، سبب فرسایش سریع‌تر فولاد و تخریب پوشش‌های محافظ خواهد شد.

در بعضی از مناطق شمالی یا جنوبی ایران، جایی که رطوبت بالا و نمک در هوا وجود دارد، بدون اقدامات پیشگیرانه، عمر مفید سازه‌های فولادی به شدت کاهش پیدا می‌کند. استفاده از فولادهای ضدزنگ یا اجرای سیستم‌های پوشش‌دهی چندلایه از قبیل روش‌هایی است که باید جهت سازه‌های این مناطق در نظر گرفته شود.

بارهای دینامیکی و خستگی فلز

سازه‌های فولادی که در معرض بارهای دینامیکی مداوم قرار دارند، از جمله سازه‌های صنعتی، پل‌ها، جرثقیل‌ها یا خطوط انتقال نیرو، با خطر دیگری به اسم خستگی فلز مواجه هستند. در این نوع آسیب، فلز در اثر تکرار بارهای سبک و متوسط، دچار ترک‌های ریز شده که به تدریج گسترش پیدا می‌کند و در پایان، منجر به شکست ناگهانی سازه می‌شوند. خستگی فلز به آهستگی ولی بسیار خطرناک پیش می‌رود و چنانچه به طور صحیح پایش نشود، می‌تواند حوادث جبران‌ناپذیری به دنبال داشته باشد.

تاثیر نوسانات قیمت و کیفیت مواد اولیه

در سال‌های گذشته، نوسانات قیمت فولاد و مشکلات تامین مواد اولیه سبب شده بعضی از مجریان پروژه‌ها به سمت استفاده از فولادهای بی‌کیفیت یا نامرغوب روی آورند. در این بین، فولادهایی از جمله ST37، ST52 و حتی فولادهای آلیاژی نظیر VCN، چنانچه بدون کنترل کیفی مناسب خریداری شوند، ممکن است با خواص مکانیکی غیرقابل قبول همراه شوند.

به طور مثال، قیمت فولاد VCN در بازار تحت تاثیر نرخ ارز، تحریم‌ها و عرضه و تقاضا نوسان دارد و بعضی از تامین‌کنندگان سودجو ممکن است محصولات تقلبی یا بازیافتی را به جای نمونه اصلی عرضه نمایند. این تهدید نه فقط کیفیت پروژه را پایین می‌آورد بلکه می‌تواند منجر به شکست زودهنگام سازه شود.

راهکارهایی برای ارتقای ایمنی سازه‌های فولادی

اگرچه تهدیدات بسیار زیادی متوجه سازه‌های فولادی است، ولی با رعایت چند اصل مهندسی، می‌توان ایمنی و دوام آن‌ها را تا مقدار زیادی تضمین کرد:

• استفاده از پوشش‌های ضدخوردگی و ضدحریق در همه قسمت‌های بحرانی
• انتخاب مصالح استاندارد با گواهینامه‌های کیفی معتبر
• اجرای دقیق جزئیات طراحی لرزه‌ای و دینامیکی
• نظارت مستمر بر فرآیند ساخت و کنترل کیفیت اتصالات و جوش‌ها
• طراحی برنامه‌های پایش دوره‌ای، به‌ویژه برای سازه‌های تحت بار دینامیکی

همچنین آموزش نیروی انسانی، به‌روز نگه داشتن دانش مهندسان و استفاده از آیین‌نامه‌های جدید در طراحی، نقش بسیار مهمی در افزایش تاب‌آوری این سازه‌ها دارد.

سخن آخر

سازه‌های فولادی قسمت بزرگی از زیرساخت‌های مهم و حیاتی کشور را تشکیل می‌دهند. ولی قدرت فولاد نباید موجب شود که از مراقبت و نگهداری آن غافل شویم. خطراتی از جمله خوردگی، زلزله، آتش، طراحی ضعیف یا مصالح نامناسب، می‌توانند سازه‌ای مستحکم را به آسانی به مرحله فروپاشی برسانند. شرکت راستین ساختار ایفا نیرو با نام تجاری آرسینکو در حوزه تامین و تدارک مقاطع صنعتی از جمله فولادهای آلیاژی و استنلس استیل، لوله و آهن‌آلات با کیفیت بالا فعالیت دارد. چنانچه شما نیز قصد خرید این محصولات را دارید می‌توانید با شماره 66674420-021 تماس حاصل نمایید.