钢结构的围护技术研究

赵军

摘要：本文首先介绍了三种类型（低层建筑、高层建筑、大跨度建筑）的建筑结构常用的钢结构类型，接着介绍了几种围护技术：外墙围护技术、楼板围护技术、防腐蚀技术和防火技术。

关键词：钢结构；维护技术；围护技术

1 前言

钢结构是建筑中常用到的结构，钢结构的使用增强了建筑的强度，提高了建筑的使用年限，是现代建筑技术一项里程碑式发明。本文主要介绍钢结构的围护技术。

2 常用的钢结构类型

（1）低层建筑钢结构类型。低层建筑中常用的钢结构类型主要有门式钢架、轻钢骨架。门式钢架的构造就像一个门，横梁跨度通常在9—36m，支撑柱高度一般在4.5-9m，支撑柱之间的距离一般为6m。门式钢架这种钢结构一般用于承重不大的建筑，如仓库、体育场、展览馆、活动板房等。轻钢骨架这种结构一般会用于低层住宅。轻钢骨架有两种结构体系，一种是梁柱体系，另一种是墙板体系。与门式钢架相比，轻钢骨架的结构更为复杂一些，承重效果也更强。所以，门式钢架通常只会用于工期短的临时建筑，或者缺乏建筑材料的工程，需要长期使用的低层建筑一般会采用轻钢骨架这种结构。

（2）高层建筑钢结构类型。高层建筑钢结构有很多种常用类型，一般不会采用单一结构，而是会多种结构结合起来进行建设。本文将要介绍的是纯钢框架结构、钢框架剪力墙结构、错列桁架结构的结合。

纯钢架结构和钢框架剪力墙结构的侧面抗压性能很差，所以不能单独应用于高层建筑。这时候会加入错列桁架结构来增强高层建筑的侧面抗压性能，也就是说，由纯钢结构来负荷建筑竖直方向的压力，错列桁架来承载水平方向的力（包括风力、地震作用力），从而使建筑楼层之间不发生错移。此外，因为错列桁架可以分担大量的侧面压力，所以就可以减少建筑内部的承力墙或承力柱，可以设计大开间的使用空间。

（3）大跨度建筑钢结构类型.桥梁是大跨度建筑比较典型的代表。大跨度建筑主要包括以下几种类型：梁式结构、钢架结构、拱结构、壳体结构、折板结构、空间网格结构、索膜结构、膜结构。

3 钢结构围护技术的分类

（1）外墙围护技术。外墙围护包括单一外墙围护和复合外墙围护。单一外墙围护的主要材料是混凝土。复合外墙会在以混凝土为材料的单一外墙外层加上幕墙。外墙围护的主要目的就是增强建筑物的强度，防止钢结构被大气内的有害物质等侵蚀。

（2）楼板围护技术。楼板不仅起到承接压力的作用，它还是钢结构的围护结构。同时，它还会影响到建筑的使用性以及工程的工期和造价。所以，在高层建筑的设计初期就应该考虑到以下几点：保证楼板自身的平整以及刚度；减轻楼板自身的重量；在工厂中就完成楼板的制模与拆模工作，防止在施工现场进行以上工作拖缓施工进度；楼板要符合建筑的防火、隔音等各项性能的标准。

（3）围护防腐技术。钢结构存在一个很大的缺陷就是易腐蚀，钢结构被腐蚀之后，不但建筑会出现安全问题，废旧的钢材也不能再使用，造成了很大的浪费。钢材的腐蚀原因一般是湿蚀，就是指因为雨、雪、雾等天气原因导致空气中湿度过大，有水汽凝结在钢材上，由空气中的氧气、二氧化硫等成分发生化学反应，从而使钢材被腐蚀。所以，防止钢材被腐蚀的主要途径就是切断钢材与空气中的水分、化学物质的接触。我们可以采取以下做法：1）采用耐候钢。耐候钢的抗腐蚀性能较强，有较长的使用寿命，再加上经济成本也较低，成为了强腐蚀环境中经常使用的一种钢材；2）在钢材表面涂抹防腐涂层。对于腐蚀性不太强的环境中的钢材，采取涂抹防腐涂层的办法就可以有效地防止钢材腐蚀。一般的钢材表面涂抹4—5层防腐涂料即可，当上一层完全干燥后涂抹下一层，每层的厚度根据施工要求设置，每层厚度与总厚度应该在误差控制范围内；3）新型热喷涂技术。热喷涂技术是一项最新发展起来的防腐蚀技术。它是将各种金属、合金、陶瓷等具有抗腐蚀性能的材料加热至熔化或半熔化状态，然后将其喷涂在需进行防腐蚀处理的物体表面形成防腐蚀保护层。相较于普通的涂抹，这种技术形成的保护层更为牢固，除了耐腐蚀，还具有耐高温、抗氧化等性能。而对于钢结构来说，通常会将锌、铝这两种材料热喷涂与钢材表面，因为锌、铝不仅耐腐性比钢要好，而且还能对钢进行阴极保护。

（4）围护防火技术。钢结构具有防火性能不佳的缺陷，因为钢材可能在高温中受热变形而致使建筑物整体坍塌。所以，我们需要对钢结构进行防火处理，而处理方法有多种不同的途径。1）涂抹防火涂料。涂抹防火涂料来提高钢结构耐火极限的原理有以下几种：一是阻隔热量的传递，使钢材在高温环境中不达到其熔化、燃烧温度；二是隔绝氧气与钢材接触，防止发生反应；2）充水法。这种方法就是在钢结构中加入水，这样在高温环境中就可以通过水的蒸发来带走钢材的热量，使钢材的温度一直处于耐火极限之下。但是这种方法存在缺陷，上文中讲到钢材防腐就要避免和水的接触，所以水中应该加入防腐蚀剂；在低温环境下，水可能结冰，导致钢材被挤压破裂，所以应该在水中加入防冻剂。而且，水会增加钢结构的重量，所以在设计时应考虑到水的自重。

4 结束语

钢结构围护技术除了本文中提到的还有很多，其中最主要的是屋面围护技术。围护技术的采用就是为了避免和减少建筑主体受到损害，延长建筑的使用年限，保证建筑的功能性不受到损害。随着建筑行业的不断发展，钢结构围护技术也在不断创新。

参考文献：

[1]朱华.钢结构的围护技术研究[J].中国建筑金属结构，2009（11）：38-42.

[2]朱华.钢结构的围护技术研究[J].建筑，2009（23）：46-49.

[3]朱华，智刚.钢结构的围护技术研究[J].中华建设，2009（11）：68-69.

[4]孔祥秋，纵兆峰.钢结构建筑的围护结构研究[J].山西建筑，2008（36）：152-154.

[5]刘阳河，张佳.钢结构住宅的建筑外围护体系探究[J].邮电设计技术，2011（01）：73-76.

[6]黎祖庭，欧阳亮威.多高层钢结构住宅围护墙体应用研究[J].山西建筑，2010（18）：48-49.endprint