西安不鏽鋼在結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用

西安不鏽鋼板因其外觀具有吸引力且經(jīng)久耐用，已廣泛用於外牆，屋麵和電梯等裝飾性用途。而現(xiàn)在，不鏽鋼越來越多地在苛刻的環(huán)境中被用作承重結(jié)構(gòu)。如果從結(jié)構(gòu)的整個(gè)生命周期來看，多數(shù)情況下，不鏽鋼具有較好的成本效益。

每年全球鋼產(chǎn)量的一半以上用於建築結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。建築和橋梁中的工字梁，板和鋼筋通常由經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的碳鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼製成。遺憾的是，這些鋼容易生鏽，對(duì)全球的基礎(chǔ)設(shè)施造成巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響，影響道路、橋梁、建築及油氣、水和廢水輸送係統(tǒng)。

大量的研究顯示，工業(yè)化國家每年因腐蝕造成的損失占GDP的3％-4％。這僅僅包括了受損材料和部件更換所帶來的直接損失，而間接損失如生產(chǎn)損失、環(huán)境影響、交通運(yùn)輸中斷、人身傷害和死亡帶來的損失估計(jì)也達(dá)到了同等的數(shù)量。

標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)用鋼必須塗漆或噴塗金屬塗層來*大程度地減少腐蝕。塗層鋼除了塗漆保護(hù)所帶來的初始成本之外，在整個(gè)使用壽命期間，還將產(chǎn)生昂貴的檢查，維護(hù)，或更換費(fèi)用。間接的維護(hù)成本，如生產(chǎn)和收入的損失也可能很高。甚至有時(shí)因條件所限，根本不可能對(duì)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行檢查和維護(hù)。

生命周期成本比較

設(shè)計(jì)師現(xiàn)在開始越來越多地考慮結(jié)構(gòu)在整個(gè)壽命周期中的成本，而不僅僅是其初始投資。當(dāng)考慮生命周期成本時(shí)，尤其是對(duì)於那些要求良好耐久性，或檢查和維護(hù)無法進(jìn)行或費(fèi)用非常昂貴的結(jié)構(gòu)，即便不鏽鋼比碳鋼貴得多，不鏽鋼也成為切實(shí)可行的方案。

何況還有一些方法可以縮小材料成本的差距。免除塗層即降低了安裝成本。當(dāng)采用更高強(qiáng)度的雙相不鏽鋼時(shí)，可以減小斷麵尺寸和重量，進(jìn)一步降低了初始成本。

就結(jié)構(gòu)使用壽命期間的維護(hù)成本而言，采用不鏽鋼，可省去塗層維護(hù)和由於腐蝕導(dǎo)致的部件更換費(fèi)用。不鏽鋼結(jié)構(gòu)也是一個(gè)可持續(xù)性更好的解決方案，有助於降低排放，減少資源消耗和浪費(fèi)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用不鏽鋼

傳統(tǒng)碳鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)範(fàn)不能用於不鏽鋼，因?yàn)閮煞N材料的力學(xué)性能（特彆是應(yīng)力-應(yīng)變行為）有本質(zhì)的區(qū)彆。因此，不鏽鋼需要有自己的一套設(shè)計(jì)規(guī)則。

在歐洲，EN1993-1-4: 2006 歐洲規(guī)範(fàn)3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1.4部分：一般規(guī)則 不鏽鋼補(bǔ)充規(guī)則，於2006年出版。它基於世界各地多年的研究，涵蓋了熱軋、焊接和冷成型結(jié)構(gòu)型材。

在美國，輕型不鏽鋼型材的設(shè)計(jì)指南已存在多年（美國土木工程師學(xué)會(huì)（2003）冷成型不鏽鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)範(fàn)，SEI/ASCE 8-02，Reston，VA ），但設(shè)計(jì)規(guī)範(fàn)冇有涵蓋熱軋和焊接不鏽鋼結(jié)構(gòu)型材。設(shè)計(jì)人員需要從基礎(chǔ)工作開始，或者采用碳鋼的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)再加上額外的**考慮因素，這對(duì)於不鏽鋼的使用是一個(gè)明顯的障礙。此外，由於缺乏設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建築執(zhí)法官員還必須對(duì)每個(gè)應(yīng)用案例進(jìn)行單獨(dú)批準(zhǔn)。

西安不鏽鋼牌號(hào)的選擇至關(guān)重要。奧氏體不鏽鋼316（含2％Mo）或雙相不鏽鋼2205（含3％Mo）由於含鉬，耐腐蝕性能更佳，因此常常用於腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境如沿海地區(qū)，或者存在融雪鹽，重汙染或化學(xué)品的地方。 雙相不鏽鋼如2205的強(qiáng)度是大多數(shù)奧氏體不鏽鋼的兩倍，這是它們用於承重用途的又一個(gè)優(yōu)勢。

西安不鏽鋼在結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用

西安不鏽鋼在承重應(yīng)用中的主要優(yōu)點(diǎn)包括：良好的耐腐蝕性能，因此即使在腐蝕性環(huán)境中也具有優(yōu)良的耐久性；較高的抗衝擊性能；在火災(zāi)中保持強(qiáng)度的能力優(yōu)於碳鋼；良好的清潔性和令人愉悅的外觀。

*具標(biāo)誌性的結(jié)構(gòu)應(yīng)用包括阿靈頓空軍紀(jì)念碑，都柏林的尖塔或聖路易斯大拱門等紀(jì)念碑，以及芝加哥的雲(yún)門雕塑（被稱為“芝加哥豆”）及馬賽令人印象深刻的Ombrière天蓬等雕塑。新加坡的雙螺旋橋和聖地亞哥的Harbour Drive 橋等人行橋也有很高的知名度。

西安不鏽鋼結(jié)構(gòu)部件常用於商業(yè)建築中支撐玻璃幕牆。例如，紐約第五大道蘋果立方體中*小的連接部件幾乎是看不可見的，視線幾乎冇有遮擋。不鏽鋼構(gòu)件和不鏽鋼天棚、扶手和街道設(shè)施一樣，幾乎不需要維護(hù)。固定木材，石材和磚石的緊固件，錨固係統(tǒng)和支撐角鋼通常難以維護(hù)或更換，將受益於結(jié)構(gòu)用不鏽鋼良好的耐腐蝕性能。木材和磚石本身可以腐蝕其他金屬，並且隨著時(shí)間的推移可能會(huì)吸收水分和腐蝕性化學(xué)物質(zhì)。

位於法國裡昂Confluence的Passerelle 移動(dòng)式人行橋由PCCP和ALTO設(shè)計(jì)，采用2205雙相不鏽鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。因?yàn)殡p相不鏽鋼強(qiáng)度大，結(jié)構(gòu)斷麵尺寸和厚度以及橋梁的重量均可減小。。ALTO和PCCP

對(duì)於材料而言，公路隧道是較為惡劣的使用環(huán)境。其維護(hù)成本高昂，並且一旦發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞或火災(zāi)，可能產(chǎn)生嚴(yán)重後果。因此，在隧道結(jié)構(gòu)中，采用不鏽鋼做襯砌及支撐框架，維護(hù)走道，固定件和緊固件，照明和標(biāo)牌支撐以及地麵支撐的巖石錨桿。位於布裡斯班河下的CLEM7隧道是澳大利亞*長的公路隧道，具有許多先進(jìn)的**功能。在發(fā)生火災(zāi)或爆炸的情況下，裝有100個(gè)射流風(fēng)機(jī)的高科技通風(fēng)係統(tǒng)可迅速將煙霧抽吸到路麵以上的縱向通風(fēng)管道。在這種高腐蝕性的環(huán)境中，隧道通道的大型混凝土板由雙相不鏽鋼2205製造的懸掛係統(tǒng)支撐著。

西安不鏽鋼還用於防爆和抗衝擊結(jié)構(gòu)，如防爆牆和**牆、大門、**屏障和護(hù)柱。由於其優(yōu)異的延展性和應(yīng)變硬化特性，它可以吸收相當(dāng)大的衝擊力而不發(fā)生斷裂。

在海上平臺(tái)結(jié)構(gòu)中，要求設(shè)置爆炸和火災(zāi)情況下的人員逃生路線。它們可以是半開放式通道，或是完全封閉高度集成的防火和防爆隧道，例如，懸掛在Skarv 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船側(cè)麵的逃生通道。隧道長200多米，內(nèi)層碳鋼桁架，外麵是2205雙相不鏽鋼外殼。

海上浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船(FPSO)上的2205雙相不鏽鋼逃生通道 BP p.l.c.

水處理、紙漿和造紙、核電、生物質(zhì)、化工、製藥以及食品和飲料行業(yè)在平臺(tái)、屏障、大門、梯子、樓梯、電纜橋架和設(shè)備支架中廣泛使用不鏽鋼。

工程師越來越多地選擇不鏽鋼作為承重應(yīng)用，這些用途受益於不鏽鋼良好的耐用性、強(qiáng)度、延展性、韌性、成形性及吸引人的外觀。推行不鏽鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南，有助於那些要求耐用，彈性和可持續(xù)的結(jié)構(gòu)選用不鏽鋼。