鋼結(jié)構(gòu)的圍護技術(shù)研究

趙軍

摘要：本文首先介紹了三種類型（低層建筑、高層建筑、大跨度建筑）的建筑結(jié)構(gòu)常用的鋼結(jié)構(gòu)類型，接著介紹了幾種圍護技術(shù)：外墻圍護技術(shù)、樓板圍護技術(shù)、防腐蝕技術(shù)和防火技術(shù)。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；維護技術(shù)；圍護技術(shù)

1 前言

鋼結(jié)構(gòu)是建筑中常用到的結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的使用增強了建筑的強度，提高了建筑的使用年限，是現(xiàn)代建筑技術(shù)一項里程碑式發(fā)明。本文主要介紹鋼結(jié)構(gòu)的圍護技術(shù)。

2 常用的鋼結(jié)構(gòu)類型

（1）低層建筑鋼結(jié)構(gòu)類型。低層建筑中常用的鋼結(jié)構(gòu)類型主要有門式鋼架、輕鋼骨架。門式鋼架的構(gòu)造就像一個門，橫梁跨度通常在9—36m，支撐柱高度一般在4.5-9m，支撐柱之間的距離一般為6m。門式鋼架這種鋼結(jié)構(gòu)一般用于承重不大的建筑，如倉庫、體育場、展覽館、活動板房等。輕鋼骨架這種結(jié)構(gòu)一般會用于低層住宅。輕鋼骨架有兩種結(jié)構(gòu)體系，一種是梁柱體系，另一種是墻板體系。與門式鋼架相比，輕鋼骨架的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜一些，承重效果也更強。所以，門式鋼架通常只會用于工期短的臨時建筑，或者缺乏建筑材料的工程，需要長期使用的低層建筑一般會采用輕鋼骨架這種結(jié)構(gòu)。

（2）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)類型。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)有很多種常用類型，一般不會采用單一結(jié)構(gòu)，而是會多種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來進行建設(shè)。本文將要介紹的是純鋼框架結(jié)構(gòu)、鋼框架剪力墻結(jié)構(gòu)、錯列桁架結(jié)構(gòu)的結(jié)合。

純鋼架結(jié)構(gòu)和鋼框架剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)面抗壓性能很差，所以不能單獨應(yīng)用于高層建筑。這時候會加入錯列桁架結(jié)構(gòu)來增強高層建筑的側(cè)面抗壓性能，也就是說，由純鋼結(jié)構(gòu)來負荷建筑豎直方向的壓力，錯列桁架來承載水平方向的力（包括風力、地震作用力），從而使建筑樓層之間不發(fā)生錯移。此外，因為錯列桁架可以分擔大量的側(cè)面壓力，所以就可以減少建筑內(nèi)部的承力墻或承力柱，可以設(shè)計大開間的使用空間。

（3）大跨度建筑鋼結(jié)構(gòu)類型.橋梁是大跨度建筑比較典型的代表。大跨度建筑主要包括以下幾種類型：梁式結(jié)構(gòu)、鋼架結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)。

3 鋼結(jié)構(gòu)圍護技術(shù)的分類

（1）外墻圍護技術(shù)。外墻圍護包括單一外墻圍護和復(fù)合外墻圍護。單一外墻圍護的主要材料是混凝土。復(fù)合外墻會在以混凝土為材料的單一外墻外層加上幕墻。外墻圍護的主要目的就是增強建筑物的強度，防止鋼結(jié)構(gòu)被大氣內(nèi)的有害物質(zhì)等侵蝕。

（2）樓板圍護技術(shù)。樓板不僅起到承接壓力的作用，它還是鋼結(jié)構(gòu)的圍護結(jié)構(gòu)。同時，它還會影響到建筑的使用性以及工程的工期和造價。所以，在高層建筑的設(shè)計初期就應(yīng)該考慮到以下幾點：保證樓板自身的平整以及剛度；減輕樓板自身的重量；在工廠中就完成樓板的制模與拆模工作，防止在施工現(xiàn)場進行以上工作拖緩施工進度；樓板要符合建筑的防火、隔音等各項性能的標準。

（3）圍護防腐技術(shù)。鋼結(jié)構(gòu)存在一個很大的缺陷就是易腐蝕，鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕之后，不但建筑會出現(xiàn)安全問題，廢舊的鋼材也不能再使用，造成了很大的浪費。鋼材的腐蝕原因一般是濕蝕，就是指因為雨、雪、霧等天氣原因?qū)е驴諝庵袧穸冗^大，有水汽凝結(jié)在鋼材上，由空氣中的氧氣、二氧化硫等成分發(fā)生化學反應(yīng)，從而使鋼材被腐蝕。所以，防止鋼材被腐蝕的主要途徑就是切斷鋼材與空氣中的水分、化學物質(zhì)的接觸。我們可以采取以下做法：1）采用耐候鋼。耐候鋼的抗腐蝕性能較強，有較長的使用壽命，再加上經(jīng)濟成本也較低，成為了強腐蝕環(huán)境中經(jīng)常使用的一種鋼材；2）在鋼材表面涂抹防腐涂層。對于腐蝕性不太強的環(huán)境中的鋼材，采取涂抹防腐涂層的辦法就可以有效地防止鋼材腐蝕。一般的鋼材表面涂抹4—5層防腐涂料即可，當上一層完全干燥后涂抹下一層，每層的厚度根據(jù)施工要求設(shè)置，每層厚度與總厚度應(yīng)該在誤差控制范圍內(nèi)；3）新型熱噴涂技術(shù)。熱噴涂技術(shù)是一項最新發(fā)展起來的防腐蝕技術(shù)。它是將各種金屬、合金、陶瓷等具有抗腐蝕性能的材料加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，然后將其噴涂在需進行防腐蝕處理的物體表面形成防腐蝕保護層。相較于普通的涂抹，這種技術(shù)形成的保護層更為牢固，除了耐腐蝕，還具有耐高溫、抗氧化等性能。而對于鋼結(jié)構(gòu)來說，通常會將鋅、鋁這兩種材料熱噴涂與鋼材表面，因為鋅、鋁不僅耐腐性比鋼要好，而且還能對鋼進行陰極保護。

（4）圍護防火技術(shù)。鋼結(jié)構(gòu)具有防火性能不佳的缺陷，因為鋼材可能在高溫中受熱變形而致使建筑物整體坍塌。所以，我們需要對鋼結(jié)構(gòu)進行防火處理，而處理方法有多種不同的途徑。1）涂抹防火涂料。涂抹防火涂料來提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的原理有以下幾種：一是阻隔熱量的傳遞，使鋼材在高溫環(huán)境中不達到其熔化、燃燒溫度；二是隔絕氧氣與鋼材接觸，防止發(fā)生反應(yīng)；2）充水法。這種方法就是在鋼結(jié)構(gòu)中加入水，這樣在高溫環(huán)境中就可以通過水的蒸發(fā)來帶走鋼材的熱量，使鋼材的溫度一直處于耐火極限之下。但是這種方法存在缺陷，上文中講到鋼材防腐就要避免和水的接觸，所以水中應(yīng)該加入防腐蝕劑；在低溫環(huán)境下，水可能結(jié)冰，導(dǎo)致鋼材被擠壓破裂，所以應(yīng)該在水中加入防凍劑。而且，水會增加鋼結(jié)構(gòu)的重量，所以在設(shè)計時應(yīng)考慮到水的自重。

4 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)圍護技術(shù)除了本文中提到的還有很多，其中最主要的是屋面圍護技術(shù)。圍護技術(shù)的采用就是為了避免和減少建筑主體受到損害，延長建筑的使用年限，保證建筑的功能性不受到損害。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)圍護技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]朱華.鋼結(jié)構(gòu)的圍護技術(shù)研究[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2009（11）：38-42.

[2]朱華.鋼結(jié)構(gòu)的圍護技術(shù)研究[J].建筑，2009（23）：46-49.

[3]朱華，智剛.鋼結(jié)構(gòu)的圍護技術(shù)研究[J].中華建設(shè)，2009（11）：68-69.

[4]孔祥秋，縱兆峰.鋼結(jié)構(gòu)建筑的圍護結(jié)構(gòu)研究[J].山西建筑，2008（36）：152-154.

[5]劉陽河，張佳.鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑外圍護體系探究[J].郵電設(shè)計技術(shù)，2011（01）：73-76.

[6]黎祖庭，歐陽亮威.多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅圍護墻體應(yīng)用研究[J].山西建筑，2010（18）：48-49.endprint