彩钢板板受环境腐蚀影响的因素

彩钢板受环境腐蚀影响的因素
 
一、高温度
温度过高，彩钢板油涂层软化腐蚀介质容易沾附，漆膜退化渗透到基板。高温下油漆含氧量会提高，稀释剂会加速蒸发，高温度环境相互作用而失去它原有的性质的变化。
 
二、高湿度环境
基板头部及尾部还有两边边缘，经高压加工在硬质压力的挤压后油漆会拉伸变形损坏,湿度高空气中的含水会参透油漆进入镀锌板，水中含有的酸碱性物质会加速对基板损坏。
 
三、露
露中的液态水凝结在彩钢板表面。在温度的变化下水会紧贴于板面发生溶解腐蚀条件。
 
四、温差
一段时间之内最高温度与最低温度为这一段时间内的温差也导致涂层冷热频繁，会加速涂层中的树脂蒸发老化疏松受外界腐蚀介质容易渗透到基板。
 
五、太阳光照射的时间及强度
板面吸收太阳光散发的电磁波、射线、X射线、透射、折射、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波都会产生对彩钢板大小程度的损坏。尤其是太阳光中的紫外线高频射线，X射线对基板有高强度穿透作用。所有的物质存在都是有“寿命"的.彩钢板的“寿命”也不例外，从上面看出接触太阳光的时间长短及强度直接影响彩钢板的使用时间。
 
六、雨水量及酸雨
雨水量：下雨的时候对彩钢板起到双面作用。在降雨的时候雨水在天空中倾盆而下对板面会产生洗刷的作用，雨水会把彩钢板表面的灰尘冲刷掉恢复油漆本有的亮度来反射阳光抵抗紫外线。酸雨：如果雨水含硫酸或酸性的硫酸盐成分越大对油漆耐腐蚀是越不利。我国酸雨主要是硫酸型，我国三大酸雨区分别为：
1.西南酸雨区：是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。
2.华中酸雨区：目前它已成为全国酸雨污染范围最大，中心强度最高的酸雨污染区。
3.华东沿海酸雨区：它的污染强度低于华中、西南酸雨区。
 
七、风
受风的影响会产生两个原因，风向和风速。风向：板与板之间都有连接点，连接部位经过风向的吹力会产生拉伸效应导致连接部位松动暴露缝隙，雨水会经过缝隙渗透到内部。风速：就是风遇上彩钢板面产生的压力。5级风直吹彩钢板表面产生的压力是每平方25.5千克，每增加一级风按每平方产生的压力在约5.1千克。
八、空气污染
一、工业生产排放到大气中的污染物种类繁多，其中包括大量煤炭，煤炭在燃烧过程中要释放大量的灰尘、有烟尘、硫的氧化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳化合物。二氧化硫、一氧化碳、等物质对油漆腐蚀均有加速作用。
九、雪
1 .影响雪荷载确定的因素分析
  根据有关数据资料和调查,雪荷载对一般的砖混结构和框架结构建筑的安全性影响较小,鲜见由于暴风雪而受到破坏的情况,而对一些轻钢屋盖、钢架、网架、穹顶、拱顶等结构有可能造成较大的破坏。其倒塌的原因与雪荷载取值不合理有关。因此有必要对雪荷载的规律进行深入研究,使其数据标准化。

 
2.屋面形状及建筑物尺寸对雪荷载取值的影响
屋盖上的积雪分布是不均匀的。屋面的坡度将影响雪荷载的分布,一般来讲屋面坡度越小,积雪越多。各国在考虑坡度对雪荷载影响时坡度的上、下限取值是不一样的。比如日本、美国等国家的规范规定,当屋面坡度大于60°时,屋面积雪很小,可不考虑雪荷载。我国荷载规范规定这一角度为50°[5]。当屋面坡度较小时对雪荷载的影响较小可忽略不计,雪荷载的取值和水平屋面相同。这一临界角度各国的规定也不相同,日本为30°,前苏联为25°,美国为20°,我国规范规定为25°对于拱形屋面雪荷载的大小和矢跨比(F/L)有关,矢跨比大,积雪量少,雪荷载也小,相反,矢跨比小,雪荷载大。
 
3.对于面积较大的屋面积雪在风荷载作用下将发生迁移,雪荷载的不均匀分布可能导致结构失稳。现行的荷载规范[5]很难确定大型屋盖表面的雪压分布。因此,有必要研究屋盖表面积雪在风作用下的漂移过程。在这方面同济大学的周恒毅等[6],采用两相流理论模拟风荷载雪漂作用,对首都国际机场3号航站楼屋面雪荷载分布进行了研究,利用计算流体动力学软件FLUENT,计算了在风作用下积雪发生迁移后屋盖表面的雪压分布,并对雪荷载改变量以及雪压分布的规律进行了分析,为结构设计提供了依据。因此,当进行类似的大面积屋面雪荷载确定时不能简单的按均匀分布来确定,应进行专门的研究。
 
4.积雪密度对雪荷载取值的影响
4.1积雪密度和很多因素有关,首先由于积雪的压密作用,使得新雪与旧雪的密度不同,一般新雪密度在0·4~1·0kN/m3之间,而旧雪密度在0·6~7·0kN/m3之间。降雪时气温不同积雪的密度也不相同。一般来说降雪时气温低,积雪的密度小。奥包兰斯基通过研究得到了积雪密度与气温之间的关系如表1。        
                     新雪密度与气温之间的关系
气 温/℃         <-10  -10～-5.1  -5～-0.9  0～+2  >+2
新雪密度/kN・mˉ3  0.12～0.75 0.11～0.87 0.35～1.28 0.69～1.83 1.58～1.96
   4.2 从表中可以看出,降雪时温度不同,积雪的密度的差异是很大的。由于温度高时降雪的积雪密度大,所以在我国南方偶尔出现降雪时,由于积雪的密度很大,更容易出现实际雪荷载超出设计雪荷载造成建筑物的屋顶承载力不足而发生倒塌的情况。积雪深度也将影响雪的密度,当积雪深度较深时,积雪密度也较大。积雪密度与积雪深度之间的关系如表2。
4.3 屋面构造及采暖条件对雪荷载取值的影响
     屋面构造不同,室内外温差不一样,室内向外传播出去的热量也不相同。在我国北方地区,一般的工业与民用建筑冬季都要采暖抗寒,因而产生较大的室内外温差,热可以随着温度差向外传播,也会使房屋周围形成暖气团,加速降雪的融化,减少了屋面的雪荷载。而有些钢结构棚架只起遮阳和遮雨雪的作用,不采暖,这样的结构屋盖雪荷载就大于采暖的建筑。

风力、风速和风向对雪荷载取值的影响
 4.4一般来讲迎风面积雪较薄,背风面由于风涡等作用积雪较厚。同时在一定风力与风向的作用下,雪会移动,影响了积雪的分布。在一般的建筑中由于屋顶面积不大,这种作用不太明显可以不考虑,但对于大面积的屋顶这种作用将产生较大的影响,是不能忽略的。当风力很大的时候,屋顶上的雪会被吹掉。因此,在确定雪荷载值时,必须考虑风力、风速和风向的影响,使其尽可能符合实际情况。
4.5 雪荷载值的合理确定
   建设地点的基本雪压在规范中没有明确数值时当地的基本雪压值在荷载规范附录中没有给出时,可以根据当地的气象资料,按基本雪压定义通过统计分析确定。
对雪荷载的调查实测数据处理后,经过统计假设检验,其概率分布服从极值Ⅰ型分布。其分布函数为:F(X)=exp{-exp[-a(x-u)]}-u]}-u)]}

4.6式中,α为分布的尺度参数;u为分布的位置参数,即分布的众值。
当地有10年或10年以上的年最大雪压资料时可通过资料的统计分析,按上式确定基本雪压。当有大量样本时,分布参数的均值μ和标准差σ的关系如下:α=1.28255σ,u=μ-0.57722α
  4.7当地的年最大雪压资料不足10年,可通过与有长期资料或有规定基本雪压的附近地区进行对比分析确定基本雪压。
4.8当地没有雪压资料时可通过对气象和地形条件的分析,参考荷载规范附录上的等压线用插入法确定基本雪压。
4.9 建设地点的基本雪压在规范中有明确数值时
4.10对于一般的框架结构和砖混结构房屋,基本雪压值可根据荷载规范附录中的表格和等值线图选用,按均布荷载进行计算,就能满足承载力的要求。可以说一般的框架结构和砖混结构房屋按现行规范的要求雪荷载取值是安全的。
4.11对于轻钢屋盖、钢架、网架、穹顶、拱顶等彩钢板结构,目前我国采用的是50年一遇的基本雪荷载设计标准值,基本上能够满足设计需要,但在大灾面前雪荷载标准值偏低。我国南方地区空气湿润,多为湿雪,是重度较大的降雪,更有必要提高雪荷载标准值。在经济允许前提下可提高到100年一遇的水准。
4.12对高低跨屋面或有局部高差屋面,由于风对雪的漂积作用,较高屋面的雪被吹落在较低屋面上,在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。最大可出现三倍于地面积雪荷载的情况。因此在建筑结构设计时要特别注意高低跨屋面或有局部高差屋面的情况。关于低跨屋面的积雪分布系数的选取,前苏联规范规定屋面积雪分布系数取4·0。我国现行规范规定屋面积雪分布系数为2·0。考虑到我国部分地区冰雪灾害频发,低屋面的积雪分布系数有必要调大。
4.13屋面积雪分布系数是屋面水平投影上的雪荷载Sk与基本雪压S0的比值,实际上也是地面基本雪压换算成屋面雪荷载的换算系数。如果设计人员忽略了积雪分布系数,对于一般的平屋顶建筑由于Sk与S0是相等的,虽然概念不清楚,但计算结果是相同的。如果对于其它形式的屋顶,也不考虑积雪分布系数,就会出现计算错误,甚至有可能由于雪荷载取值过小而发生工程事故。
4.14屋面积雪分布系数可按规范选用。规范中对大部分房屋都列出了积雪均匀分布和不均匀分布两种情况,后一种主要考虑积雪的漂移和堆积后的情况。原则上在计算结构及屋面承重构件时,应分别按两种分布情况计算结构的效应值,按最不利的情况确定构件的截面。根据实践经验可适当进行简化,按下列情况进行设计计算:①在基本雪压S0>(0·3~0·5)kN/m2的地区,计算直接承受雪荷载的屋盖结构(如屋面板、檩条等)时,应考虑雪荷载不均匀的影响,按最不利情况进行计算。②屋架和拱壳应分别按积雪全跨均匀分布情况、不均匀分布情况和半跨均匀分布的情况进行计算。③对于下部承重结构如排架柱、框架柱,由于其它荷载较大,雪荷载不均匀分布的影响较小,可不考虑雪荷载分布不均匀的影响,按积雪全跨均匀分布情况进行计算。④面积特别大的钢结构等轻型屋面,如机场候机楼、体育场馆屋顶等,造型特别等原因,现行荷载规范还不能解决其雪荷载的分布问题。对于类似的情况应做专门的研究。
 
5.雪荷载对建筑轻钢结构的影响以及雪荷载在工程中取值的分析
5.1檩条弯扭失稳破坏  当檩条高度偏小,截面不足时,无法承受巨大的暴雪荷载,发生弯扭失稳破坏。如果一个开间檩条破坏而掉落后,钢架之间如果没有足够的连接,会使得刚架在邻跨的不均匀荷载作用下发生扭曲而破坏,承载力丧失[1]。化雪时产生的不均匀荷载对钢架有不利影响,使得阴面倒塌面积比阳面小。  
5.2刚架平面外失稳破坏  在暴雪中,巨大的雪荷载使得刚架梁在弯矩作用下,下翼缘受压屈曲,平面外失稳。如果一段梁发生破坏,会导致相邻柱承受不均匀荷载而发生平面外失稳破坏并形成连锁效应。
5.3刚架梁平面内失稳破坏  如果刚架梁的截面过小,无法承受巨大的雪荷载,则会在弯矩作用下发生平面内的整体失稳破坏。雪荷载作用下,梁跨中上翼缘受压先屈曲(其截面较小,本身就容易成为薄弱部分,此时梁挠度最大,屋面也最容易积雪,使屋面载荷加大)。失稳破坏时梁向下弯折,而弯折更使屋面雪向弯折的中部滑动集中,形成更大的载荷,梁柱节点处弯矩瞬间大增,致使此处梁下缘也屈曲而破坏[3]。梁失稳后,给邻间檩条产生大的拉力和扭矩,致使其在多个力的作用下扭曲。
5.4节点破坏刚架主体节点一般都有较大的安全储备,在雪灾中发生破坏的往往是围护结构和次结构的节点。此类节点破坏后,引起的局部破坏经常导致荷载分布不均匀,而致使厂房的其他部分连锁破坏。
5.5次要结构破坏轻型钢结构建筑的次结构的破坏,如雨棚、连廊等也是容易发生破坏的部位。当雨棚在雪荷载作用下,与厂房主体连接的节点破坏是很典型的设计问题所致。
5.6支撑体系失效单层门架结构中,支撑体系的设计非常重要,刚架结构整体稳定及平面外计算长度、轴压比等均需借助一些支撑来保证。
 
十、对彩钢板钢结构的安装建议
（1）因地制宜地提高雪荷载值与风荷载值的设计。结构设计规范是结构设计的基本要求,各地区可以根据 实际情况,在满足设计规范要求的前提下,适度加大雪荷载 和风荷载设计值,提高轻钢结构房屋抵御暴风雪能力的安全 系数。 
(2)结构设计时,应首先按半跨雪荷载的荷载组合模式 进行设计,加大轻型钢结构1/4跨和3/4跨处刚度。轻型钢 结构屋面1/4和3/4跨处,在风雪中常常会出现过厚积雪, 造成这些部位产生较大变形,随着矢跨比的增大,这种现象 就更加明显。 
(3)提高轻钢结构体系的鲁棒性。轻钢结构构件的截面尺寸小,质量轻,但传递力径较单一,在遇到暴风雪作用时, 往往会因为局部受损导致整体性破坏。因此,在保证结构体 系中各构件与节点的安全能力外,也应充分考虑结构形式的 鲁棒性。 
（4）对刚架梁柱节点进行加强，如增大节点处腹板厚 度，控制节点处的初始缺陷，在腹板处增加斜撑防止过早屈 曲等，预计均可提高刚架的抗风、抗雪极限承载力。 
（5）考虑偶然 荷载的作用，使结构更加安全可靠，在重要彩钢板结构的设计中，将不可预期的偶然荷载纳入考虑的范 畴，可以使设计更加完善，使其既有较好的经济性， 又有合理的安全性。同时，这也体现了结构抗连续 倒塌设计方法中事件控制法的思想。

（6）建议采用防腐能力更强的纳米防腐隔热板，自重更轻更加耐用！