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揭開“輕鋼“結構的神秘面紗,為什么能100年不腐蝕不生銹?
作者: 百度百科 來源: 百度百科 時間:2018年08月29日 字體:[] 留言
  輕鋼別墅是以輕鋼龍骨為主體材料,以其它保溫、裝飾材料,經工廠集成生產和現場裝配而成的房屋建筑體系。那么這個“輕鋼”到底是何方神圣,它的承重力、防腐蝕性為什么會那么強大,可以保持房屋風雨矗立100年以上?
  輕鋼別墅,又被稱為輕鋼結構房屋,其主要材料是由熱鍍鋅鋼帶經冷軋技術合成的輕鋼龍骨,經過準確的計算加上輔件的支持與結合,起到合理的承載力,以取代傳統房屋。由于它的承重結構為輕鋼結構,造型又特別優美,因此這種新型房屋被稱為輕鋼別墅。
  輕型鋼結構低層住宅的建造技術是在北美式樣木結構建造技術的基礎上演變而來的,經過百年以上的發展,已形成了物理性能優異、空間和形體靈活、易于建造、形式多樣的成熟建造體系。在世界上被譽為人居環境很好的北美大陸,有95%以上的低層民用建筑,包括住宅、學校、辦公樓等均使用木結構或輕鋼結構建造(甚至包括我們的近鄰日本和韓國)。并且北美輕鋼結構體系的市場發展正以超過30%的增長率快速增長,逐步為市場所廣泛接受。同時在我們的近鄰日本和韓國以及澳大利亞也被大量采用。
  總結北美輕鋼結構當前來快速發展的原因,可以總結為技術成熟可靠,結構體系靈活利于建設及商業開發,建筑經濟性高,技術先進符合環保節能可持續發展的潮流幾個方面。
  輕鋼結構的技術及產品配置非常成熟,產業化程度高,是北美近百年建筑技術和建材工業發展的結晶。建筑結構使用的鍍鋅鋼板抗腐蝕性能優異經久耐用,其在正常使用的情況下的使用年限為275年。
  輕鋼結構的抗震性能遠優于傳統的混凝土和磚混住宅。同時,由于輕鋼結構的結構自重輕,單位面積重量僅相當于同等面積磚混結構重量的1/4,所以其基礎處理簡便,適用于大多數地質情況。鋼結構住宅不再像木結構住宅那樣擔心白蟻的危害。
  由于結構所用的鋼料均采用工廠化加工,所以輕鋼結構別墅的結構準確度相當高,一棟別墅的結構體系由上萬個構件組成,每個構件的平均誤差低于2毫米,確保了房屋的品質,是傳統的建筑方式所無法達到的。
  具有以下四種特點:
  1、結構穩定。
  2、造價低廉。
  3、輕型鋼結構別墅屋內空間的跨度比混凝土建筑的跨度大。
  4、工期短,比常規建筑要快的多。
  為什么不銹?
  輕鋼結構是一種年輕而具有生命力的鋼結構體系,已廣泛應用于一般工農業、商業、服務性建筑,如辦公樓、別墅、倉庫、體育場館、娛樂、旅游建筑和低、多層住宅建筑等領域。
  輕鋼結構和重鋼結構的區別:
  判定結構為重鋼與輕鋼結構確實沒有一個統一的標準,很多有經驗的設計師或項目經理也常常不能完全說明白,但我們可以以一些數據綜合考慮并加以判斷:
  1、廠房行車起吊重量:大于等于25噸,可以認為為重鋼結構了。
  2、每平米用鋼量:大于等于50KG/M2,可認為是重鋼結構。
  3、主要構件鋼板厚度:大于等于10MM,輕鋼結構用的較少。
  輕鋼結構的優點:
  輕鋼結構是一種年輕而具有生命力的鋼結構體系,已廣泛應用于一般工農業、商業、服務性建筑,如辦公樓、別墅、倉庫、體育場館、娛樂、旅游建筑和低、多層住宅建筑等領域,還可用于舊房增層、改造、加固和建材缺乏地區、運輸不便地區、工期緊、活動式可拆遷建筑等,倍受業主青睞,主要有以下特點:
  1)采用有效輕型薄壁型材,自重輕、強度高、占用面積小。
  2)構配件均為自動化、連續化、高精度生產,產品規格系列化、定型化、配套化。各部分尺寸準確。
  3)結構設計、詳圖設計、計算機模擬安裝、工廠制造、工地安裝等以較小時間差同步進行。
  4)基礎以上干式工法沒有濕作業,內裝飾等易于一次到位。型材經過鍍鋅、涂層后外觀優美且防腐,有利于減少圍護和裝修費用。
  5)便于擴大柱距和提供更大分隔空間,可降低層高和增加建筑面積(住宅實用面積可達92%)。在增層、改造、加固方面優勢明顯。
  6)新墻材應用范圍廣,大量使用采光帶,通風條件好。
  7)室內水暖電氣管線全部隱蔽在墻體中和樓層間,布置靈活,修改方便。
  8)房子可以搬遷、材料可全部回收利用,不會造成垃圾,符合可持續發展戰略。
  輕鋼結構的特性:
  發達國家在非居住建筑上的應用十分迅速,并正在向多層居住建筑拓展。非居住建筑以四層以下的門式輕鋼結構為主,跨徑一般大于20m,普遍用在大跨的輕工、電子、倉庫、加工等車間的建造,也有應用在日用的超市、臨時用房、飛機庫等。輕鋼結構居住建筑一般用于多層(4~6 層)與高度 24m 以下(7~9 層)的高層。通過增設耗能支撐等消能部件,居住輕鋼結構也可用于更高層。居住輕鋼結構多采用由熱軋H 型鋼組成的框架結構,結點采用高強螺栓連接(輔以焊接),樓板多采用壓型鋼板襯底代替模板的鋼筋砼結構,屋面板與外墻多采用集保溫、防水于一體的彩色涂層鋼板,分戶墻多采用防水輕質墻板。
  抗震性:低層別墅的屋面大都為坡屋面,因此屋面結構基本上采用的是由冷彎型鋼構件做成的三角型屋架體系,輕鋼構件在封完結構性板材及石膏板之后,形成了非常堅固的"板肋結構體系",這種結構體系有著更強的抗震及抵抗水平荷載的能力,適用于抗震烈度為8度以上的地區。
  抗風性:型鋼結構建筑重量輕、強度高、整體剛性好、變形能力強。建筑物自重僅是磚混結構的五分之一,可抵抗每秒70米的颶風,使生命財產能獲得有效的保護。
  耐久性:輕鋼結構住宅結構全部采用冷彎薄壁鋼構件體系組成,鋼骨采用高超防腐高強冷軋鍍鋅板制造,有效避免鋼板在施工和使用過程中的銹蝕的影響,增加了輕鋼構件的使用壽命。結構壽命可達100年。
  保溫性:采用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主,具有良好的保溫隔熱效果。用以外墻的保溫板,有效的避免墻體的“冷橋”現象,達到了更好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當于1m厚的磚墻。
  隔音性:隔音效果是評估住宅的一個重要指標,輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音達40分貝以上;由輕鋼龍骨、保溫材料石膏板組成的墻體,其隔音效果可高達60分貝。
  健康性:干作業施工,減少廢棄物對環境造成的污染,房屋鋼結構材料可100%回收,其他配套材料也可大部分回收,符合當前環保意識;所有材料為綠色建材,滿足生態環境要求,有利于健康。
  舒服性:輕鋼墻體采用有效節能體系,具有呼吸功能,可調節室內空氣干濕度;屋頂具有通風功能,可以使屋內部上空形成流動的空氣間,保證屋頂內部的通風及散熱需求。
  快捷:全部干作業施工,不受環境季節影響。一棟300平方米左右的建筑,只需5個工人30個工作日可以完成從地基到裝修的全過程。
  環保:材料可100%回收,做到綠色沒有污染。
  節能:全部采用節能墻體,保溫、隔熱、隔音效果好,可達到50%的節能標準。
  輕鋼結構防護技術現狀
  1.輕鋼結構建筑的防腐
  輕鋼結構建筑的防腐可分為鋼構件的防腐和圍護系統的防腐兩大部分
  (1)鋼構件的防腐
  鋼構件的防腐處理大部分在工廠制作時完成北方地區或者比較干燥的環境,也可以增加底漆一道干膜厚度達到70-80微米,取消中間漆。
  防腐處理可分為硅烷化、磷化除銹→鍍鋅或涂底漆→中層漆→面漆幾個工序來完成。根據輕鋼結構建筑的用途、地理位置、氣候條件的不同,來確定防腐方案和各個工序的基本要求。
  拋丸(或噴砂)處理的鋼構件表面一般要達到國家標準Sa2.5級以上,低不低于Sa2級,處理后的構件8小時內要開始涂刷底漆,底漆一般采用紅丹醇酸防銹底漆、無機富鋅底漆和環氧富鋅底漆,防腐能力較好的是富鋅底漆,干漆膜中鋅粉含量可達到80%以上,起到很好的陰極保護作用,防止電化銹蝕。中間漆多采用鱗片狀的中層漆,漆膜顏料呈層狀排列,可以提高涂層的屏蔽作用,加大了水汽、二氧化碳滲透阻力,起到了增強防腐蝕效果的作用,而面漆多采用醇酸調合漆、脂肪族聚氨脂漆,或防腐蝕性能更好的環氧面漆和氟碳漆。
  就我們國內的現狀來看防腐工藝的要求和材料的選用,大同小異,而防腐涂料本身的質量,卻是大相競庭。同一種油漆不同的生產廠家不同的品牌,甚至同一種品牌的質量和價格相差很大,因為油漆的生產廠家以小、散、低的私營企業占了相當大的比重,而一些不規范的鋼結構生產企業,為了降低成本,不惜犧牲質量而選用低檔次的防腐涂料,造成了工程質量的低劣。
  (2)圍護系統的防腐
  圍護系統的防腐,主要是彩板部分,它的表面涂層的處理是在彩板的專業制造廠家完成的。作為輕鋼結構建筑的設計和生產廠家,主要是根據不同的建筑用途、不同的地理位置和氣候條件選用不同的品牌、型號和表面特性,常用的彩板品牌和生產廠家有上海寶鋼、澳洲BHP、臺灣燁輝、韓國樸相等等。
  2、輕鋼結構建筑的防火
  鋼結構的銹蝕是一個較為緩慢的過程,是一種由表及里的破壞,易于直接觀察,所以常常會受到重視,而火災是一種突發性的事件,防火是對這一突發事件的預防措施,如果不發生火災,也許昂貴的投資永遠都發揮不了作用。再就是因為鋼結構本身不會燃燒,所以從表面上看輕鋼結構建筑應有很好的防火性能。因此,人們往往會懷有僥幸心理,而忽視了防火的重要性。事實上防火能力差恰恰是輕鋼結構建筑的一大弱點,鋼結構建筑如果遇到火災,一旦火情使周圍環境達到一定的溫度,鋼構件將在瞬間失去80%的機械強度,造成建筑物的倒塌。9.11恐怖事件中,美國的國貿大廈雙子座大樓瞬間倒塌,就是因為大火使鋼結構失去了強度而造成的。在國內也不乏由于火災而引起的鋼結構建筑垮塌的事例,如天津市體育館火災、上海文化廣場火災、北京友誼火災等等,所以就輕鋼結構的防護而言防火與防腐缺一不可,甚至防火比防腐更為重要。
  輕鋼結構建筑防火處理的工序與基本要求與防腐處理大同小異只不過其后一道工序,防火涂料的施工需要在鋼結構安裝完成后,現場涂刷。
  防火處理分為除銹(拋丸/噴砂)→涂底漆→中間漆→涂防火涂料幾個施工步驟,中間漆有的地方可以省略。除銹和涂防銹底漆的步驟一般在工廠預制時完成,防火涂料要在施工現場鋼結構安裝后再進行涂刷。
  當下防火涂料的生產廠家比較多,施工水平也是參次不齊,管理比較混亂,缺乏統一的檢驗標準和管理監督機制,消防部門的管理只是一種行政制度,沒有規范的技術檢驗手段和嚴格的質量評定能力。造成國內的防火涂料產品普遍存在防火性能低、容易脫落,裝飾性差,耐久性差等幾大問題,與國外的同類產品比較存在較大的差距。
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