钢结构独具的特点和防腐蚀方法

时间:2018-12-30 11:07 作者:福鑫腾达彩钢
  钢结构工程主要的建筑结构类型之一。是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。我国是先用铁制造承重结构的国家,钢结构工程是以钢材制作为主的结构。远在秦始皇时代(公元前246-219年)就已经用铁做简单的承重结构,而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪,聪明勤劳的我国人民就用铁链修建铁索悬桥,有名的四川泸定大渡河铁索桥,云南的元江桥和贵州的盘江桥等都是国早期铁体承重结构的例子。我国虽然早期在铁结构方面有很好的成绩,但由于2000多年的封建制度的束缚,科学不发达,因此,临时停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末,我国才开始采用现代化钢结构。新祖国成立后,钢结构的应用有了很大的发展,不管在数量上或质量上都远远超过了过去。
  钢结构是以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,较符合一般工程力学的基本设定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行机械化程度高的专业化生产。钢结构今后应研究高强度钢材,大大提高其屈服点强度;此外要轧制新品种的型钢,例如H型钢(又称宽翼缘型钢)和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。另外还有无热桥轻钢结构体系,建筑本身是不节能的,本技术用巧妙的特种连接件解决了建筑的冷热桥问题;小桁架结构使电缆和上下水管道从墙里穿越,施工装修都方便。总体上,钢结构行业企业众多,市场较分散。尽管目前已逐步形成了一些实力强、牌子度高的大型企业,但尚缺乏市场占有率高、有一定话语权、具备行业整合能力的龙头企业。
  钢结构独具的特点
  1、钢结构重量轻:钢结构的容重虽然较大,单与其它建筑材料相比,它的强度却高很多,因而当承受的荷载和条件相同时,钢结构要比其它结构轻,便于运输和安装,并可跨越更大的跨度。
  2、钢材的塑性和韧性好:塑性好,使钢结构一般不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。韧性好,则使钢结构对动力荷载的适应性较强。钢材的这些性能对钢结构的安全可靠提供了充分的保证。
  3、钢材更接近于匀质和各向同性体:钢材的内部组织比较均匀,非常接近匀质和各向同性体,在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。这些性能和力学计算中的设定比较符合,所以钢结构的计算结果较符合实际的受力情况。
  4、钢结构制造简便,易于采用工业化生产,施工安装周期短:钢结构由各种型材组成,制作简便。大量的钢结构都在专业化的金属结构制造厂中制造;精确度高。制成的构件运到现场拼装,采用螺栓连接,且结构轻,故施工方便,施工周期短。此外,已建成的钢结构也易于拆卸、加固或改造。
  5、钢结构的密封性好:钢结构的气密性和水密性较好。
  6、钢结构的耐热性好,但防火性能差:钢材耐热而不耐高温。随着温度的升高,强度就降低。当周围存在着辐射热,温度在150度以上时,就应采取遮挡措施。如果一旦发生火灾,结构温度达到500度以上时,就可能全部瞬时崩溃。为了提高钢结构的耐火等级,通常都用混凝土或砖把它包裹起来。
  7、钢材易于锈蚀,应采取防护措施:钢材在潮湿环境中,特别是处于有腐蚀介质的环境中容易锈蚀,必须刷涂料或镀锌,而且在使用期间还应定期维护。
  钢结构常用的防腐蚀方法
  (1)耐候钢:改变金属结构的组成,在钢材治炼过程中增加铜、铬和镍等合金元素,使金属表面形成保护层,以提高防腐蚀性。
  (2)阴极保护法:在钢结构表面附加较活泼的金属,防止钢材腐蚀,常用于水下或地下结构。
  (3)热浸锌:将除锈后的钢件浸入600℃高温融化的锌液中,使钢件表面附着锌层,从而起到防腐蚀的作用。这种方法的优点是耐久年限长,工业化程度高,质量稳定,大量用于受大气腐蚀严重且不易维修的室外钢结构。
  (4)热喷铝(锌)复合涂层:这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是,先对钢件表面进行喷砂除锈处理,使其表面露出金属光泽并打毛。然后用乙炔氧焰将不断送出的铝(锌)丝融化,并用压缩空气吹附到钢件表面,以形成蜂窝状的铝(锌)喷涂层(厚度约80~100μm)。较后用环氧树脂漆或丁苯橡胶漆等填充毛细孔,以形成复合涂层。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强,构件的形状、尺寸几乎不受限制,大到诸如葛洲坝的船闸就是采用这种方法施工。该工艺的另一个优点是这种工艺的热影响是局部的,不会产生热变形。与热浸锌方法相比,这种方法的工业化程度较低,喷砂喷铝(锌)的劳动强度大,质量易受操作者的影响。
  (5)涂层法:涂层法也就是采用防腐蚀涂料的方法,具有价格低、选择范围广、适用性强等优点,是较常用的防腐蚀方法。
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