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關于鋼結構建筑的推廣發展與防火防腐問題的探討

作者：郭 金 平    
時間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]
摘 要:本文簡要介紹鋼結構建筑的優點及鋼結構防火防腐問題探討
    關鍵詞:鋼結構 防火 防腐

    引言
    中國建筑鋼結構的快速發展，由過去的只是在沿海地區的外商投資的項目上使用鋼結構產品，伴隨著中國市場經濟的發展，建筑鋼結構產品迅速發展，尤其是國外技術和新產品的引進，鋼結構品質的提高，價格的降低，尤在廠房、倉庫、機場等建筑上廣泛運用，繼而推廣到現在住宅、公共建筑、大跨度的體育場館等方面的運用，使鋼結構的建筑在國內得到了迅速的發展。但是，由于傳統觀念的影響，很多人提出鋼結構的防腐防火問題不好解決，價格較鋼筋砼的高，不愿意推進和采用。當然，隨著鋼結構建筑的廣泛運用，由于鋼結構本身的特性，為了建筑的安全和長久性，鋼結構的防腐和防火問題也越來越重要，越來越變成必須解決的問題，下面我就這幾個問題作一個簡單闡述：
    一、鋼結構建筑與砼建筑的優越性的比較
    在我國經過幾十年的建設，鋼筋砼結構的建筑，建筑數量之大，建筑技術研究的深入和發展稱的上世界之最，可以說把砼的建造和使用技術用到了爐火純青的地步。但是對于鋼結構用于建筑，在我國遠遠落后于發達國家，從其設計到使用，以及建造的規模和數量都是與國家整體實力不相稱的。但是由于鋼結構建筑具有：施工周期短，抗震性能好，安全度高，預制加工、設計彈性大，適合不同氣候條件和大氣環境，加之鋼結構的施工污染小，噪音低，無粉塵污染，可以稱的上是綠色環保性建筑。所以在我國九十年代末，從國外引進大量的先進設計理論和思想，以及加工制造、安裝等方面的技術，使得國內鋼結構建筑的發展速猛異常。國家建設部建筑簡述政策方面有規定； 大力發展鋼結構建筑的要求，建設部還把鋼結構作為提高建筑整體技術水平的一項重要政策和措施。并且為了推動鋼結構住宅的發展，2001年和2002年建設部的科技推廣項目計劃中，都分別把鋼結構住宅的示范工程項目列入其中。這表明了國家對鋼結構建筑的非常重視和支持。
    關于鋼結構建筑與砼建筑的造價是大家普遍關心的問題，很多人都認為鋼結構建筑一定比砼建筑造價高。下面我們不說綜合造價，我們僅就直接建安造價上比兩種建筑已經持平，甚至有的建筑上鋼結構比砼結構還低。比如說大跨度的廠房，倉庫的造價，鋼結構的造價就比砼結構的還低。無吊車的廠房，倉庫平均只有600元左右/平方米，可見鋼結構建筑并不是想象的那么貴，所謂價格高的印象，主要是前幾年很多鋼結構建筑，從設計施工，到材料采購都是從國外進口來的，而其鋼結構件以及配套的材料，比國內生產的價格高很多而形成的。現在鋼結構建筑主要的絕大部分材料都是從國內采購，很少有進口的材料，而且材料絕大部分是合資企業生產的，質量也是有保障的。價格顯而易見就下來了。下面就以十二層小高層建筑，分別就鋼結構和砼框架結構做以個比較：

    　　另外鋼結構尤其在高層建筑中有著其他結構無可比擬的優越性：
    　　1、鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強度相對較高，鋼結構構件結構斷面小、自重輕。一般情況下，高層鋼筋混凝土建筑物的自重在1.5-2.0T/m2左右，高層建筑鋼結構自重大都在1 T/m2以下，甚至有的辦公樓只有0.5-0.6 T/m2。結構自重輕，可以減少運輸和吊裝費用，基礎的負載相應減少，可以降低基礎造價，特別是在地質條件較差地區，其特點更為突出。
    　　2、鋼結構有較好的延性，抗震性能好，尤其在高烈度震區，使用鋼結構更為有利，鋼筋混凝土結構延性的保證在于結構的應力不太高，而鋼結構的延性在于使部分構件進入塑性。
    在高烈度地震區，有設防要求的高層建筑，若自重減輕一半，相當于降低抗震設防度一度。以北京8°抗震防裂度為例，中等高度建筑采用鋼結構結構自重減少1/3，地震作用可減少30-40%，地基上單位面積的負荷也可以減少25%以上。
    　　3、結構占有面積（或者稱為結構平面密度）小，實際上是增加了使用面積。鋼結構建筑鋼結構的結構占有面積只是同類鋼筋混凝土建筑面積的28%。采用鋼結構可以增加使用面積4%-8%，這實際上是增加建筑物的使用價值，增加經濟效益。例如北京的長富宮中心（26層純鋼框架體系）采用鋼結構，鋼柱的斷面僅為450*450mm，層數和柱網與其類似的鋼筋混凝土結構，柱子斷面約在900*900mm左右。如果按照增加的使用面積4%來計算，對于一個5萬平方米的建筑來講，等于增加了200平方米左右的使用面積，其價值是相當可觀的。
    　　4、施工速度快，采用鋼結構可為施工提供較大的空間和較寬敞的施工作業面積。鋼結構工程的柱子一般取3-4層為一個施工段，在現場一次吊裝，而且柱子的吊裝、鋼框架的安裝、鋼筋混凝土核心筒的澆注、組合樓蓋的施工等，可以實施平行立體交叉作業。有時間在上部按裝柱、框架的同時，下部可以進行內部裝修，裝飾工程。因此，在保證技術、供應、管理等方面的條件下，可以提前投入使用。國內部分高層建筑鋼結構工程施工工期見表2，可見與鋼筋混凝土結構相比，30-50層的鋼結構可縮短工期8-12個月左右。隨著高層建筑鋼結構的發展、應用、經驗和積累，施工速度還可以加快。

    　　5、鋼結構的質量容易保證。鋼結構構件一般都是在工廠里制造、在工地只是安裝就位，加工精度高，用工省，現場比較文明。減少了砂、石、水泥堆放場地，還減少了模板儲運、現場構件預制及鋼筋混凝土現澆的濕作業，在鬧市區或密集的居民區內具有很大的優點。
    　　6、鋼結構建筑在使用過程中易于改造，如加固、接高，擴大樓面等分割、變動比較容易、靈活。一些發達國家認為，鋼結構是環保型建筑，可以重復利用，減少礦產資源的開采。
    　　7、鋼結構可以做成大跨度、大空間。開敞式的大平面辦公室，60年代后得到較大的發展，有的國家稱為“園林化辦公室”。這種辦公室要求較大尺寸的柱網布置，并且柱子斷面越小越合適。采用12-15M的柱網已經很普遍。鋼結構正適合這種要求，因他可以形成較寬敞的無柱空間，便于內部靈活布置。
    　　8、管線布置方便。在鋼結構的結構空間中，有許多孔洞和空腔，而且鋼梁的腹板也允許穿越小于一定直徑的管線，這樣使管線的布置較為方便，也增加了建筑的凈高，而且管線的更換、修理都為方便。
    　　9、由于鋼結構本身的優越性，鋼結構的建筑可以是綠色建筑，鋼結構本身是一個綠色環保型的產品，得到了政府主管部門的大力支持和國家政策的扶持。
    由于鋼結構有以上優點，可以增加賣點。減少銀行貸款利息等、綜合造價就比鋼筋砼結構要低。
    　　以上只是粗略的一般性的分析和比較，僅供參考。如有個案工程的詳細圖紙可以做詳細的分析比較，就非常明顯了。但是要很詳細的計算對比，需要多種專業配合才能夠完成。
    二、大家關注的防火和防腐的問題
    　　A是價格問題、B是使用年限的問題
    　　這兩項會引起大家觀念上的錯覺，認為鋼結構的價格會高，再一個擔心是用不了幾年就壞了，這種錯覺的觀念在某種程度上影響著鋼結構建筑的推動和發展，因此有些問題必須予以分析和澄清，并采取相應的措施，才能更快的推動和發展鋼結構建筑。
    　　A、下面我們簡要分析一下我們現有的防腐、防火的處理和價格問題。
    　　國內常見的鋼結構中的常規防腐防火處理措施及工藝。
    　　1、鋼結構的表面處理:人工除銹或拋丸機除銹-噴砂除銹-一遍普通醇酸-防銹底漆-二遍底漆-第三遍防火涂料
    　　2、鋼結構的表面處理:人工除銹、拋丸機除銹-噴砂除銹-酸洗除銹-一遍防銹底漆-防火涂料（或者二遍環氧底漆刷超薄型防火漆）。
    　　3、鋼結構的表面處理:人工除銹，拋丸除銹，噴砂除銹-酸洗除銹一遍普底漆-砼覆蓋（防火材料覆蓋，掛水泥板等各種形式）。
    　　以上三種防腐處理的價格根據使用材料的不同，每噸價格在200-800之間不等，折合到建筑平方米，每平方米的價格大約在46-160元之間，對整體造價影響不大，防腐問題不是影響鋼結構價格的主要因素。
    　　B、關于使用年限，一般的建筑物使用年限均在50年，砼結構也能夠達到50年，一般鋼結構是使用壽命也同樣在50年，如果防腐問題處理的好可以到達100年以上，這是世界上許多著名的鋼結構所驗證過的，比如象美國紐約的帝國大廈，法國的埃菲爾鐵塔，俄羅斯的很多橋梁。
    　　以上簡述不一定正確，也可能有些數據不太準確，總之認為防腐防火問題引起的鋼結構價格太高等的觀念對于鋼結構事業的整體發展應該是障礙，在此，我提出來供大家討論，也算是拋磚引玉吧。
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