徐英劍

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在各個(gè)領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，在充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也暴露出各種各樣的問題，其中有各種設(shè)計(jì)上的問題，比如節(jié)點(diǎn)問題、穩(wěn)定問題、撓度問題等，大型冶金工業(yè)由于其特殊性，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的要求較其它行業(yè)更高，防火與防腐是設(shè)計(jì)與施工過程中尤其要注意的兩個(gè)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：冶金工業(yè)；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；施工；防火；防腐

中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

1.引言

鋼結(jié)構(gòu)由于自重輕、施工周期短、承重能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在大型冶金企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但在冶金工業(yè)的惡劣環(huán)境考驗(yàn)下，鋼結(jié)構(gòu)暴露出兩個(gè)嚴(yán)重的弱點(diǎn)：一是鋼結(jié)構(gòu)防腐能力差，尤其在冶金工業(yè)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)需要頻繁進(jìn)行防腐維護(hù)，造成生產(chǎn)成本大大增加；二是鋼結(jié)構(gòu)對(duì)高溫的耐受性較差，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的承重性能將會(huì)大幅下降，可能會(huì)不堪重負(fù)而發(fā)生垮塌，冶金工業(yè)中有著極強(qiáng)的生產(chǎn)熱源，這對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防火性能是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的這兩個(gè)嚴(yán)重弱點(diǎn)及其它設(shè)計(jì)上的不足，我們可以通過兩個(gè)方面來進(jìn)行彌補(bǔ)，一是在設(shè)計(jì)過程中對(duì)缺陷的彌補(bǔ)，二是在施工過程中對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2.鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，我們需要先對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的特性進(jìn)行必要的了解。鋼結(jié)構(gòu)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

2.1自重輕，承重能力強(qiáng)，當(dāng)同樣跨度同樣荷載時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的體積和重量都是最小的，有利于降低運(yùn)輸成本。

2.2鋼結(jié)構(gòu)與力學(xué)計(jì)算的假定比較符合。由于鋼材本身的物理特性，鋼結(jié)構(gòu)更能準(zhǔn)確反應(yīng)設(shè)計(jì)意圖。

2.3鋼結(jié)構(gòu)施工周期短，鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件都是鋼廠成品，施工過程中焊接工作量小，加工簡(jiǎn)便、快捷。

2.4適用于大跨度結(jié)構(gòu)。大跨度對(duì)于鋼筋混凝土來說幾乎不可能，但鋼結(jié)構(gòu)卻能很好解決問題，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、橋梁、體育場(chǎng)等。

2.5鋼結(jié)構(gòu)耐火性差、不耐高溫。鋼材雖然是不燃材料，但在高溫作用下，其力學(xué)性能如屈服強(qiáng)度、彈性模量等卻會(huì)隨溫度升高而降低，在 550 ℃左右時(shí)，降低幅度更為明顯，一般在 15 min左右就會(huì)喪失承重能力而垮塌。

2.6鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差，由于鋼材本身的物理特性，鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性遠(yuǎn)低于磚石和鋼混結(jié)構(gòu)。

3.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

無論哪個(gè)領(lǐng)域，搞設(shè)計(jì)的人都明白一個(gè)道理，盡可能將問題解決在設(shè)計(jì)階段，因此設(shè)計(jì)的重要性不言而喻。在對(duì)大型冶金工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)鋼構(gòu)的特性及鋼結(jié)構(gòu)中容易出現(xiàn)的問題筆者認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有如下要點(diǎn)：

3.1防火設(shè)計(jì)，防火設(shè)計(jì)在任何場(chǎng)合都是十分重要的內(nèi)容，鑒于冶金工業(yè)生產(chǎn)熱源較多的具體情況，在防火設(shè)計(jì)上更要加倍注意。一般可以采取如下幾種手段：

3.1.1鋼結(jié)構(gòu)廠房防火分區(qū)，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求在建筑物內(nèi)劃分防火分區(qū)，并明文規(guī)定了各級(jí)防火分區(qū)的最大允許面積，但冶金工業(yè)由于生產(chǎn)需要一般廠房都很大，所以要在充分考慮冶金工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下盡可能不要超過防火分區(qū)的最大允許面積，同時(shí)在整個(gè)車間設(shè)自動(dòng)噴水滅火裝置。

3.1.2噴涂防火涂料，噴涂防火涂料法是用噴涂機(jī)具將防火涂料直接噴在構(gòu)件表面，形成保護(hù)層。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料按所使用的膠粘劑的不同可分為有機(jī)防火涂料和無機(jī)防火涂料兩 類，按涂層厚度分為薄涂型和厚涂型兩類，高溫時(shí)涂層膨脹增厚保護(hù)鋼構(gòu)件。具有重量輕、施工較簡(jiǎn)便，適用于隱蔽結(jié)構(gòu)和裸露的鋼梁、斜撐等構(gòu)件。

3.1.3屏蔽法，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi)，或?qū)?gòu)件包藏在兩片墻之間的空隙里，只要增加少許耐火材料或不增加即能達(dá)到防火的目的。這是一種經(jīng)濟(jì)的防火方法。

3.1.4澆筑混凝土或砌筑磚塊法，當(dāng)結(jié)構(gòu)可能受到熾熱熔化金屬的侵害時(shí)，采用耐火磚或耐熱材料做成的隔熱層加以保護(hù)；當(dāng)結(jié)構(gòu)表面長(zhǎng)期受輻射熱達(dá) 150 ℃以上或在短時(shí)間內(nèi)可能受到火焰作用時(shí)，應(yīng)采取加隔熱層或水套等。用現(xiàn)澆混凝土作外包層時(shí)，可以直接在鋼結(jié)構(gòu)上現(xiàn)澆成型，施工簡(jiǎn)單，效果明顯。

3.2防腐設(shè)計(jì)，由于鋼材本身耐腐蝕性較差，在冶金工業(yè)的高溫生產(chǎn)環(huán)境下極易產(chǎn)生高溫腐蝕，鋼架防腐一般采取噴涂重防腐涂料的手段，重防腐涂料指能在惡劣腐蝕環(huán)境下應(yīng)用并具有長(zhǎng)效使用壽命的涂料?，F(xiàn)在冶金工業(yè)廠房中使用的重防腐涂料主要有氯化橡膠涂料、醇酸樹脂耐酸涂料、氯磺化聚乙烯涂料、玻璃鱗片涂料、環(huán)氧樹脂自流平涂料、富鋅涂料等類型。

3.3其它需要注意的問題，鋼架的穩(wěn)定性、結(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等問題也是需要特別關(guān)注的。這是鋼架整體質(zhì)量的保障。

4.鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制

施工是設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)，只有嚴(yán)格的施工才能完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的效果，因此施工質(zhì)量控制是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。關(guān)于施工質(zhì)量控制我們主要講兩個(gè)要點(diǎn)：

4.1防火方面的施工質(zhì)量控制，近年來，某冷軋廠火災(zāi)、廢儲(chǔ)罐火災(zāi)，都造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。究其原因，都是施工方野蠻施工或考慮不周造成的。所以必須精心組織，科學(xué)施工，嚴(yán)格遵守《防火規(guī)范》。

4.2防腐方面的施工質(zhì)量控制，關(guān)于防腐的施工可分為三個(gè)步驟進(jìn)行：第一步鋼材基層處理，在進(jìn)行基層表面施工時(shí)，要采用正確的施工方法，并要輔以嚴(yán)格的過程監(jiān)控；第二步多遍防銹底漆涂裝，多層涂裝有利于提高涂層的防銹能力；第三步中間漆和面漆的涂裝，首先要求良好的施工環(huán)境，減少空氣與溫度對(duì)施工影響，然后采用高壓無氣噴涂方式按照自上而下、先里后外、先難后易、縱橫交錯(cuò)的方式進(jìn)行涂裝。最后再對(duì)涂裝厚度、針孔、附著力等進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。防火涂料的噴涂施工可以參照防腐涂料噴涂過程。

5.結(jié)語(yǔ)

冶金工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)紛繁復(fù)雜，既要考慮經(jīng)濟(jì)因素又要滿足使用要求，同時(shí)規(guī)范的條文不能覆蓋到每一種情況，這就給設(shè)計(jì)人員帶來新的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)人員需具體問題具體分析，根據(jù)實(shí)際情況拿出最佳設(shè)計(jì)方案，同時(shí)在施工方面要進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制，以最大程度地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)效果。

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