Iš plieno pagamintos konteinerinės namų konstrukcijos dažnai naudoja aukštos stiprybės medžiagas, tokius kaip ASTM A572 klasės plienas, kuris gali atlaikyti takumo ribą nuo 50 iki 65 ksi. Praktikoje tai reiškia apie 35 procentais mažesnį svorį lyginant su standartiniais angliniais plienais, tačiau jie vis dar išlaiko savo struktūrinį vientisumą. Tokios lengvesnės konstrukcijos leidžia įrengti didesnes atviras erdves ir kelias aukštų be būtinybės statyti daug atraminių stulpų pastato viduje. Pagal 2023 metų Ponemon tyrimus, šios plieninės konstrukcijos gali atlaikyti vėjus, pūštuojančius iki 130 mylių per valandą, taip pat žemės drebėjimus, kurių pagreitis siekia 0,3g. Toks ilgaamžiškumas daro jas ypač tinkamomis pasirinkti statant pastatus regionuose, kurie yra linkę į gamtinius nelaimingus atsitikimus ar ekstremalias oro sąlygas.
Cinkuota plienas apsaugą gauna dėl cinko sluoksnio ant paties metalo, kuris normaliomis oro sąlygomis gana gerai padeda atsparumui korozijai. Daugumai žmonių jį reikia prižiūrėti maždaug kas penkiolika–dvidešimt metų. Kitoks yra Corten plieno veikimo principas – jis laikui bėgant susiformuoja savo apsauginį sluoksnį, kuris pažeidus netgi savaime „gyja“. Dėl to jis yra žymiai atsparesnis atmosferinei korozijai lyginant su įprastu angliniu plienu, ypač pajūrio zonose, kur druskiniame ore kyla problemų. Testai rodo, kad pagal ISO standartus sunkioms pajūrio sąlygoms (klasė C4) Corten produktyvumas yra apie keturis–aštuonis kartus geresnis už standartines alternatyvas. Tarnavimo laikas prieš reikalaujant priežiūros pratęsiamas iki maždaug dvidešimt penkerių–trisdešimties metų. Nors Corten paprastai kainuoja 25–35 % daugiau nei cinkuotas plienas, kurio kaina viršija bazinę kainą 12–18 %, daugelis statytojų vis dar teikia pirmenybę cinkuotiems medžiagoms projektuose, kuriuose svarbiausias veiksnys yra kaina, o korozija nėra didelė problema. Pramonės ekspertai dažnai pabrėžia, kad Corten ilgainiui atsipirks ypač šlapiuose pajūrio regionuose, kur kitos medžiagos sugestų žymiai anksčiau.
Dėl savo tamprumo modulio, esančio apie 29 000 ksi, ir šiluminio plėtimosi, svyruojančio nuo 6,5 iki 12,8 mikronų colyje vienam Farenheito laipsniui, plienas rodo pastovų elgesį esant apkrovai. Net esant labai žemai temperatūrai, tokioms kaip minus 40 Farenheito laipsnių, aukštos stiprybės plienas išlaiko apie 85 procentus savo lenkimo gebos nesutrūkinėjant, kas yra daug geriau nei aliuminio apie 52 procentai. Tai reiškia, kad šaltomis sąlygomis plienas lengvai netrūksta. Kai temperatūra kyla iki apie 200 Farenheito laipsnių, medžiaga dešimties pėdų ilgio išlinksta mažiau nei 0,15 colio. Visos šios savybės daro plieninius skleidžiamuosius konteinerius nepaprastai stabiliais nepaisant temperatūros svyravimų nuo minimalių neigiamų 58 laipsnių iki maksimalių 150 Farenheito laipsnių normaliomis eksploatacinėmis sąlygomis.
Pereinant nuo 36-ojo klasės prie 50-ojo klasės plieno, apkrovos talpa padidėja apie 20 %, o gamintojams sienas galima padaryti maždaug 1/8 colio storesnes, kas yra labai svarbu kuriant tokius lankstomuosius sąnarius. Tačiau su dar aukštesnėmis klasėmis, pvz., 65-ąja ir aukštesnėmis, kyla sunkumų, nes šios reikalauja labai specifinių suvirinimo technikų, kad būtų išvengta vandenilio įtrūkimų gamybos metu. 2024 m. žurnale „Materials Performance“ paskelbtame pranešime nurodoma, kad daugumai taikymų geriausiai tinka 50-oji klasė, nes ji sudaro subalansuotą pusiausvyrą tarp stiprių tempiamųjų savybių (apie 70–100 ksi) ir praktinių aspektų, būtinų modulinėms gyvenamųjų patalpų dalims gaminti be pernelyg didelių sunkumų gamybos metu.
Prie jūros ir drėgnose klimato zonose druskingas purslas plieno koroziją pagreitina 5–10 kartų lyginant su vidinėmis vietovėmis. Ypatinga apsauga yra būtina. 2023 m. „Marine Coating Guidelines“ tyrimas parodė, kad epoksidų-poliuretano hibridinės dangos po penkerių metų praleidus jūros vandenyje sumažina rūdijimą 92 %, žymiai pailgindamos tarnavimo laiką agresyviose aplinkose.
Daugiasluoksnių denginių sistemos, kurios sujungia cinku turtingus gruntus (50–80 µm) su UV spindulių atspariais viršutiniais sluoksniais, veikia geriau nei viensluoksniai sprendimai. Poliuretano danga išlaiko 98 % sukibimą po daugiau nei 1 000 valandų praleistų drėgmės kaitos sąlygomis, tuo tarpu epoksidiniai sluoksniai slopina mikroįtrūkių plitimą esant konstrukcinėms apkrovoms, užtikrindami patvarią apsaugą apkrovos taškuose.
Karštoji cinkavimo technologija sukuria cinko-geležies lydinio barjerą, kuris užtikrina 75–100 metų apsaugą švelniuose klimatiniuose sąlygose. Milteliniai danga sudaro 20–30 % storesnę, be porų sluoksnį, palyginti su skystais dažais, padidinant ilgaamžiškumą. Brėžių atsparumas priklauso nuo formulės ir paprastai svyruoja nuo 3H iki 7H pieštuko kietumo, todėl tinkamas intensyviai naudojamoms aplikacijoms, jei tinkamai parinkta.
Pusmečio tikrinimai siūlių ir lenkimo sujungimų yra būtini, nes 78 % korozijos gedimų prasideda neapdorotuose kraštuose. Kas 8–12 metų pakartotinai taikant ISO 12944 sertifikuotas dangas užtikrinama mažiau nei 5 % paviršiaus degradacija net esant pH 3–11 sąlygoms, ilgą laiką išsaugant konstrukcinį vientisumą.
ASTM A572 klasės plieno rėmai pasižymi įspūdingu takumo stiprumu, svyruojančiu nuo apie 50 iki 65 ksi, tačiau vis dar išlaiko pakankamai lankstumo, kad efektyviai atlaikytų žemės drebėjimus. 2021 metais paskelbti medžiagų inžinierių tyrimai rodo, kad naudojant HSLA plieną suvirinimo mazgams modulinėje statyboje vietoj įprasto anglies plieno, šie sujungimai gali išlaikyti apie 18–23 procentais didesnę apkrovą iki sugedimo. Praktiniai nuovargio bandymai parodė minimalų judėjimą mazguose – mažiau nei pusės milimetro poslinkį net po apie 200 valandų trukusio modeliuojamo kelio transportavimo. Tai reiškia, kad konstrukcijos, pagamintos iš šių medžiagų, vežant jas tarp skirtingų vietovių, nedeformuosis ir nekeis savo padėties, kas yra labai svarbu daugelyje pramonės sričių, kur būtina išlaikyti konstrukcinį vientisumą per visą transportavimo laikotarpį.
Hidraulinė sklaidos sistema apima dviejų ašių sukimosi taškus su 10 mm plieninėmis stiprinimo plokštėmis, kurios paskirsto svorį efektyviau nei tradicinės konstrukcijos. Pagal Zhang ir kolegų atliktus 2016 m. tyrimus, tokia konstrukcija sumažina vietinio apkrovos įtempimo apie trečdalį. Baigtinių elementų modeliavimu patikrinta, kad šios sistemos išlaiko stabilumą net esant sniego apkrovai, pasiekiančiai 3 200 kilogramų kvadratiniame metre, kas iš tikrųjų 40 % viršija daugumos statybos taisyklių reikalavimus. Tai, kas daro jas ypač naudingas didelėms konstrukcijoms, yra pažangi apkrovos perdavimo technologija. Šios sistemos gali sklandžiai išsiplesti nuo 20 pėdų iki net 60 pėdų, išlaikydamos šoninę standumą, ko daugelis konkurentų pasiekti kovoja.
Tyrimai, atlikti siekiant nustatyti šių konstrukcijų tarnavimo laiką, rodo, kad iš lenkiamų tuščiavidurių profilių pagamintos plieninės skleidžiamosios konteinerinės namų konstrukcijos išlaiko apie 92 % pradinės stiprumo net po 500 naudojimo ciklų. Vyriai pagaminti iš S355J2+N atmosferinio atsparumo plieno, kuris laikui bėgant natūraliai sukuria apsauginį oksidų sluoksnį. Laboratorinių tyrimų duomenimis, šis sluoksnis padeda sumažinti įtrūkimų plitimą maždaug dviem trečdaliais. Po visų tų ciklų ultragarsiniai patikrinimai parodo minimalų nusidėvėjimą – mažiau nei pusę dešimtosios procento storio netekimo dalyse, kurios juda labiausiai. Toks ilgaamžiškumas leidžia šiuos konteinerius kartotinai naudoti keliuose projektuose, neprarandant jų konstrukcinio vientisumo.
Iš plieno pagaminti skleidžiami konteineriniai namai atitinka UL 580 vėjo kėlimo Class 90 sertifikatą, išlaikantys pastovius vėjus iki 150 mylių per valandą. Vienu metu užrakinamos plieninės plokštės išlaiko vientisumą IV kategorijos uraganų sąlygomis, kas patvirtinta ISO 17025 akredituotomis laboratorijomis.
Aukštos stiprybės konstrukcija atspari vėjo slėgiui, viršijančiam 40 psf (ASCE 7-22), lenkiamų sujungimų linkis modeliuojant uragano jėgos gūsius yra mažesnis nei 2 mm. Aerodinaminiai stogo kampai sumažina vėjo kėlimo jėgas 30 % lyginant su plokščiais stogais, taip gerinant bendrą stabilumą.
Stogai su 6:12 nuolydžiu efektyviai nubloškia sniegą esant apkrovoms iki 70 psf, viršydamas IRC reikalavimus sunkioms sniego zonoms. Trijų sluoksnių cinkuotos plieninės plokštės įtraukia nuolatinius terminius pertraukimus, kad būtų išvengta ledinių užtvarų susidarymo, taip pagerinant veikimą šaltyje.
Kontroliniai plėtimosi sąrankai gali išlaikyti iki 120 ° F temperatūros svyravimus, o konstrukcijos judėjimas yra mažesnis nei 5 mm. Pūvi padengtos paviršiai atspindi 85% saulės spinduliuotės, sumažindamos šilumos absorbciją ir išlaikant matmenų stabilumą dykumos klimate.
12 vienetų konteinerių būsto plėtra Majame išgyveno uraganą Ian (2022 m.), kai vėjas buvo 145 mph, nesukėlė jokių struktūrinės deformacijos. Po įvykio atlikus patikrinimus, per 2800 jungčių punktų sujungimo įtaisų gedimo lygis buvo mažesnis nei 0,1%, o tai rodo realų atsparumą.
Pagal 2023 m. ilgaamžiškumą simuliuojančio tyrimo rezultatus, iš plieno ištaisyti talpyklos sumažina seisminės energijos perdavimą 58% palyginti su fiksuotais talpyklais. Motoriškai atsparios rėmai atitinka IBC E kategorijos seisminį projektą, pasiekiant 0,5% tarppakopų srauto ribas.
50-ojo markės plieno elementai iki sugedimo ištįsta 18 %, sugerdami tris kartus daugiau seisminės energijos nei standžios betoninės sistemos. Moduliniai sujungimai leidžia iki 15° sukimosi judesio, nepažeidžiant konstrukcinio vientisumo, taip padidinant išlikimą žemės drebėjimo metu.
Trynimosi svyravimo izoliatoriai aukštos intensyvumo seisminiuose regionuose (ASCE 7-16) sumažina maksimalius aukštų pagreitėjimus 65 %. 30° kampu sumontuotos sraigtinės polių pamatinės turi 25 000 svarų atskyrimo varžą, užtikrindamos patikimą tvirtinimą šlaituose arba nestabilioje terpėje.
EN
