18 钢结构防护

18 钢结构防护#

18.1 抗火设计#

  1. 钢结构防火保护措施及其构造应根据工程实际，考虑结构类型、耐火极限要求、工作环境等，按照安全可靠、经济合理的原则确定。

  2. 建筑钢构件的设计耐火极限应不低于《建筑设计防火规范》GB 50016中的有关规定。

  3. 建筑钢结构应按照国家现行标准《建筑钢结构防火技术规范》的规定进行抗火性能验算。当钢构件的耐火时间不能达到规定的设计耐火极限要求时，应进行防火保护设计，采取防火保护措施。

  4. 在钢结构设计文件中，应注明结构的设计耐火等级，构件的设计耐火极限、所需要的防火保护措施及其防火保护材料的性能要求。

  5. 高强度螺栓连接长期受辐射热（环境温度）达 \(150\,^\circ\mathrm{C}\) 以上，或短时间受火焰作用时，应采取隔热降温措施予以保护。构件采用防火涂料进行防火保护时，其高强度螺栓连接处的涂层厚度不应小于相邻构件的涂料厚度。

18.2 防腐蚀设计#

  1. 钢结构应遵循安全可靠、经济合理的原则，按下列要求进行防腐蚀设计：

    1. 钢结构防腐蚀设计应根据环境腐蚀条件、防腐蚀设计年限、施工和维修条件等要求合理确定。

    2. 防腐蚀设计应考虑环保节能的要求。

    3. 钢结构除必须采取防腐蚀措施外，尚应尽量避免加速腐蚀的不良设计。

    4. 除有特殊要求外，一般不应因考虑锈蚀而再加大钢材截面的厚度。

    5. 防腐蚀设计中应考虑钢结构全寿命期内的检查、维护和大修。

  2. 钢结构防腐蚀设计应综合考虑环境中介质的腐蚀性、环境条件、施工和维修条件等因素，因地制宜，从下列方案中综合选择防腐蚀方案或其组合：

    1. 防腐蚀涂料；

    2. 各种工艺形成的锌、铝等金属保护层；

    3. 阴极保护措施；

    4. 使用耐候钢。

  3. 对危及人身安全和维修困难的部位，以及重要的承重结构和构件应加强防护。对处于严重腐蚀的使用环境且仅靠涂装难以有效保护的主要承重钢结构构件，宜采用具有自身抗腐蚀能力的钢材或外包混凝土。当某些次要构件的设计使用年限与主体结构的设计使用年限不相同时，次要构件应便于更换。

  4. 结构防腐蚀设计应符合如下规定：

    1. 当采用型钢组合的杆件时，型钢间的空隙宽度宜满足防护层施工、检查和维修的要求。

    2. 不同金属材料接触会加速腐蚀时，应在接触部位采用隔离措施。

    3. 焊条、螺栓、垫圈、节点板等连接构件的耐腐蚀性能，不应低于主材材料。螺栓直径不应小于 \(12\,\mathrm{mm}\)。垫圈不应采用弹簧垫圈。螺栓、螺母和垫圈应采用镀锌等方法防护，安装后再采用与主体结构相同的防腐蚀方案。

    4. 当腐蚀性等级为高及很高时，不易维修的重要构件宜选用耐候钢制作。

    5. 设计使用年限大于或等于 \(25\) 年的建筑物，对不易维修的结构应加强防护。

    6. 避免出现难于检查、清理和涂漆之处，以及能积留湿气和大量灰尘的死角或凹槽。闭口截面构件应沿全长和端部焊接封闭。

    7. 柱脚在地面以下的部分应采用强度等级较低的混凝土包裹（保护层厚度不应小于 \(50\,\mathrm{mm}\)），并应使包裹的混凝土高出室外地面不小于 \(150\,\mathrm{mm}\)，室内地面不小于 \(50\,\mathrm{mm}\)，混凝土顶面应设置 \(3\,\mathrm{mm}\) 钢板与钢柱焊接。当柱脚底面在地面以上时，柱脚底面应高出室外地面不小于 \(100\,\mathrm{mm}\)，室内地面不小于 \(50\,\mathrm{mm}\)。

  5. 钢材表面原始锈蚀等级和钢材除锈等级标准应符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T 8923的规定：

    1. 表面原始锈蚀等级为 \(D\) 级的钢材不应用作结构钢。

    2. 表面处理的清洁度要求不宜低于《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T 8923规定的 \(Sa\,2\frac{1}{2}\) 级，表面粗糙度要求应符合防腐蚀方案的特性。

    3. 局部难以喷砂处理的部位可采用手工或动力工具，达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T 8923规定的 \(St3\) 级，并应具有合适的表面粗糙度，选用合适的防腐蚀产品。

    4. 喷砂或抛丸用的磨料等表面处理材料也应符合防腐蚀产品对表面清洁度和粗糙度的要求，并符合环保要求。

  6. 钢结构防腐蚀涂料的配套方案，可根据环境腐蚀条件、防腐蚀设计年限、施工和维修条件等要求设计。修补和焊缝部位的底漆应能适应表面处理的条件。

  7. 在钢结构设计文件中应注明使用单位在使用过程中对钢结构防腐蚀进行定期检查和维修的要求，建议制定防腐蚀维护计划。

18.3 隔热#

  1. 处于高温工作环境中的钢结构，应考虑高温作用对结构的影响。高温工作环境的设计状况为持久状况，高温作用为可变荷载，设计时应按承载力极限状态和正常使用极限状态设计。

  2. 钢结构的温度超过 \(100\,^\circ\mathrm{C}\) 时，进行钢结构的承载力和变形验算时，应该考虑长期高温作用对钢材和钢结构连接性能的影响。

  3. 高温环境下的钢结构温度超过 \(100\,^\circ\mathrm{C}\) 时，应根据不同情况采取防护措施：

    1. 涂耐热涂料，采用耐火钢和采取有效的隔热降温措施。

    2. 当高温环境下钢结构的承载力不满足要求时，应采取增大构件截面、采用耐火钢和采取有效的隔热降温措施（如加隔热层、热辐射屏蔽或水套等）。

    3. 当钢结构短时间内可能受到火焰直接作用时，应采用有效的隔热降温措施（如加隔热层、热辐射屏蔽或水套等）。

    4. 当钢结构可能受到炽热熔化金属的侵害时，应采用砌块或耐热固体材料做成的隔热层加以保护。

  4. 钢结构的隔热保护措施在相应的工作环境下应具有耐久性，并与钢结构的防腐、防火保护措施相容。

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