汪东海

摘    要： 在建筑结构设计中，钢结构厂房具有强度高、重量轻、抗震性能好、工业化程度高、施工速度快等优点。但钢材耐腐蚀性差、不耐热的缺陷，对钢结构厂房的耐久性和安全性有着不利影响。因此，钢结构厂房的防腐、防火工程做的好坏直接影响到建筑物的安全和使用，本文浅析在钢结构防腐蚀、防火设计中的一些体会。

关键词：钢结构; 防腐 ;防火

1  建筑钢结构厂房防腐、防火的重要性

随着国民经济的飞速发展，钢结构被广泛运用到社会生活各个领域，工业厂房普遍采用钢结构制作安装建设，尤其是轻型钢结构厂房，造价低、施工速度快。但钢材的耐腐蚀性差和不耐热的缺陷随之显现，防腐、防火设计不合理、施工不到位造成安全事故时有发生。给国民经济和人民群众生命财产造成重大损失。国家相关规范、标准也随之不断地更新完善。如《建筑设计防火规范》中，旧版中钢梁、钢柱在设置自动灭火系统的单层丙类厂房和丁、戊类厂房（仓库）不需要防火保护，到新版规范的需要防火保护，新版《工业建筑防腐设计标准》也相应增加了构件防护层的设计使用年限和单位质量损失值和厚度损失值、对钢材腐蚀等级的判定等规范条文的修改补充。以上無一不在说明在钢结构设计施工中，防腐、防火工作的重要。

2  钢结构厂房防腐蚀设计

（1）钢结构防腐应遵循预防为主、防护结合的原则。设计时应对厂房所处的环境、状况、钢材种类、基层处理、涂层结构、厚度、施工方法、造价以及使用年限等因素综合考虑。工业钢结构构件腐蚀，按其介质的存在形态分为：气态介质、液态介质和固态介质。各种介质按其性质、含量和环境条件划分类别。根据类别又分为强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀和微腐蚀四个防护等级。一般工业建筑的钢结构厂房主要以气态介质的酸、碱、盐类腐蚀为主，尤其是化工、有色冶金行业的钢结构厂房。依据车间生产环境状况，腐蚀介质和强度等级，合理划分防腐分区。确定防腐蚀材料的合理选择，主要承重构件、次要构件以及维护结构应区别对待，防腐材料分别选择。依据防腐蚀等级工作环境和维护条件综合确定厂房建筑物防腐蚀的设计使用年限。

（2）结构性防腐：主要是厂房构件的型式、钢材的锈蚀等级和构件截面选择和截面厚度要求，以及钢构件安装时对螺栓（直径大于12mm）、螺母、垫圈和焊缝的要求，均应满足《工业建筑防腐蚀设计标准》的要求。重要构件优先选用耐候钢材。裸露的钢柱柱脚应采用混凝土包裹。

（3）建筑防腐：主要有钢材基层表面处理，即除锈方法和等级的确定、涂料品种、涂层结构以及厚度选择。目前钢结构防腐涂层做法有三类：第一类是在喷镀金层表面加腐蚀涂料的复合面层;第二类是含有富锌底漆的防腐蚀涂层;第三类是既不含金层也不含富锌底漆的防腐蚀涂层。工业钢结构厂房尤其是化工、有色冶金行业，目前普遍采用第二类，在厂房钢结构表面涂覆富锌底漆的涂层做法，具体施工有三种结构形式：①底层—中间层—面层;②底层—面层;③底层面层为同种涂层。。基层处理：一般防腐蚀厂房钢构件均采用抛丸除锈，除锈等级Sa2? ，即清除钢构件基层表面毛刺、铁锈、油污及附着物和钢材表面的氧化皮，使构件表面露出金属光泽。基层处理越彻底，底层涂料附着力越强，效果越好，同时富锌底层涂料在电化学腐蚀中，锌粉对钢构件起阴极保护作用。面层涂料的作用是防腐、耐磨、抗老化还有美观作用。中间涂层主要是增加涂层厚底，满足防腐蚀要求。涂层与涂层之间要作用、性能、硬度匹配相容，不能出现互熔或咬底现象，结合良好配套使用。防腐蚀涂料品种繁多，性能、用途、适应范围各不相同，防腐设计时，一定要掌握各类涂料的性能和使用条件，了解它的优缺点，合理选用。

3  钢结构厂房防火设计

3.1  火灾

火灾是失去控制的燃烧，钢材是不然材料，但耐火性差，未加保护的建筑钢构件，在火灾高温条件下存在强度降低和蠕变现象建筑钢材在260℃以下强度不变，260℃～280℃强度开始下降，达到400℃钢材屈服现象消失，强度明显下降，达到450℃～500℃时钢材内部再结晶使强度迅速下降，构件失去承载力，致使房屋坍塌，建筑物破坏。因此防火设计工作一定要贯彻预防为主，防消结合的方针，以现行的GB 50016—2014（2018年版）《建筑设计防火规范》、GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》、GB 14907—2008《钢结构防火涂料》等规范、标准为依据，建筑物在防火措施保护条件下，保证钢结构构件在所规定的耐火极限时间内，其承载力仍不小于火灾时各种作用及组合产生的效应，延长钢结构达到临界温度时间，避免钢结构厂房局部或整体倒塌造成灭火及人员疏散困难，争取灭火救援时间，避免人员伤亡，减少火灾损失，保护生命财产安全。

3.2  防火设计内容及措施

（1）钢结构厂房防火设计，首先依据工厂的生产性质、工艺、原料和产品类型确定车间的火灾危险性类别，合理的确定厂房平面布局、防火分区、防烟分区、耐火等级和构件的耐火极限，进行必要的防火分隔，设置合理的安全疏散和防排烟等设施，设计内容有建筑设计、结构设计和设备设计。

（2）钢结构防火保护措施有以下几种方式：喷涂（涂抹）防水涂料、包覆防火板和柔性毡状隔热材料、外包混凝土金属网抹砂浆或砌筑砌体。其中防火涂料是目前工业钢结构厂房普遍采用的方法。

钢结构防火涂料的分类按使用对象分普通钢结构防火涂料（用于一般工业与民用建筑）和特种钢结构防火涂料（用于特殊工程）;按场所分为室外钢结构防火涂料和室内防火涂料;按分散介质分为水基性和溶剂型钢结构防火涂料;按火灾机理分为膨胀型和非膨胀型钢结构防火涂料，膨胀型防火涂料又分为薄型和超薄型。

薄型防火涂料是涂层厚度在3-7mm的防火涂料，一般为水基性，当火灾发生时，环境温度升高，钢构件表面涂层膨胀发泡（膨胀系数≥5），从而形成一层较厚实的防火隔热层，延缓钢材温升，使钢结构受到隔热保护，一般采用喷涂施工。

超薄型防火涂料是指涂层厚度≤3mm，且>1.5mm的防火涂料，一般为溶剂性，粘结强度，耐候、耐水性能好、有装饰性效果。受热膨胀发泡形成致密的防火隔热层（膨胀系数≥10），延缓钢材升温，保护钢构件，施工可采用喷涂、刷涂和辊涂。

非膨胀型又称厚型防火涂料，是指厚度为7-45mm的防火涂料。涂层受热不膨胀，利用材料的不燃性和低导热性，阻止火灾热量向钢材传递，并在高温下形成一种结构致密的“釉膜层”，有效隔绝氧气，延缓钢结构升温，起到保护作用。

钢结构防火涂料种类的选择，要依据厂房所处的环境状况、火灾类别、耐火等级和构件的耐火极限。对防火涂料的理化性能指标：耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性、耐冷热循环、耐干燥抗裂性等指标做出适用性判断，选择合理的防火涂料。在有强腐蚀的生产车间，防火涂料面层无法满足防腐蚀要求时，需在防火涂料面层的基础上再覆涂一层防腐蚀面层加以保护。防火涂料与防腐蚀涂料之间要有相容性，不应互溶，产生化学反应或咬底现象。裸露的钢结构厂房梁柱件耐火极限为15分钟，对室内钢结构、轻型屋盖钢结构以及有装饰要求的钢结构一般采用薄型钢结构涂料。耐火极限宜小于1.5h，且不大于2h。对室内隐蔽钢结构以及多层钢结构厂房，应选用厚涂型钢结构防火涂料，耐火极限小于3h。露天钢结构应选用合适的室外钢结构防火涂料。无论那种结构形式，结构节点处的防腐、防火做法都要加强。

4  结束语

钢结构在我国工业建设中已被广泛应用，尤其薄壁类轻型钢结构，占据工业建设产业中非常重要的一部分，加强钢结构厂房的防腐、防火工作，对提高厂房筑物的耐久性、安全性、延长其使用年限有着重要意义。

参考文献：

[1] GB 50016—2014（2018版）.建筑设计防火规范[S].

[2] GB/T 50046—2018.工业建筑防腐设计标准[S].

[3] GB 14907—2008.钢结构防火涂料[S].