輕型鋼結構住宅是一種新的建筑體系，涉及的材料是新型建筑材料，設計方法是建筑、結構、設備與裝修一體化。小編總結了我國輕鋼住宅結構體系的發展現狀，對輕鋼結構住宅的設計要點進行綜述。

    近年來，鋼結構在高層建筑和大跨度高聳結構方面應用廣泛，在非居住建筑領域取得很大進展。隨著國家經濟實力的增強和住宅產業化、商品化的要求，鋼結構將成為建筑中最適合創新的住宅結構體系。鋼結構住宅的設計中，耐久性是一個不容忽視的關鍵問題。其中，耐腐蝕性差，耐火差又是影響鋼結構耐久性的重要因素。

    防 腐 設 計

    鋼結構住宅由于長期處在大氣環境中易被腐蝕，而生銹腐蝕將會引起鋼結構構件截面減小，承載力下降，尤其是腐蝕產生的“銹坑”將使鋼結構的脆性破壞的可能性增大，從而影響了結構的安全性。因此，應對鋼結構住宅采取有效的防腐保護措施。住宅建筑的設計使用年限一般在 50 年以上， 而鋼結構住宅的一次防腐年限應與住宅的設計使用年限相當，這是鋼結構住宅面臨的一大亟須解決的問題。因而，探索適合鋼結構住宅并能保證長效防腐的經濟有效的手段是目前的當務之急。

    （1）鋼結構住宅所處的環境特點

    鋼結構住宅所面臨外界腐蝕主要表現在大氣環境下的腐蝕。根據地域大氣中所含污染物成分和量的不同，大氣主要分為鄉村大氣、城市大氣、工業大氣、海洋大氣四類。此外隨著鋼結構 住宅所處的地理位置、氣候條件的不同，其腐蝕狀況存在明顯差別。鋼結構住宅結構本身存在的易于引發腐蝕的環境條 件。比如鋼結構住宅的衛生間、廚房等局部空間，由于濕度較大，如果通風不良，潮濕空氣易在表面上形成水珠，如果 再黏上一些腐蝕性微粒等污染物，水分更易聚集成為電解質，導致衛生間、廚房等局部空間的鋼構件更易于遭到腐蝕。因 而，這種局部腐蝕環境相對其他部分腐蝕性等級要高。同樣，鋼結構住宅直接暴露在室外大氣的部分，其局部腐蝕環境腐 蝕性等級也相對較高。

    （2）鋼結構的防腐方法及效果

    鋼結構在各種大氣環境條件下產生腐蝕，是一種自然現象。為了防止或減少鋼結構的腐蝕，延長其使用壽命采取的各種措施，叫作防護方法。鋼結構的防腐蝕方法大致有三類：耐候鋼、 長效防腐蝕方法、涂層法。

    ①耐候鋼，耐候鋼是一種比較經濟的新材料，由于抗腐蝕使用壽命長，對處于強腐蝕環境中 的鋼結構，鋼材宜采用耐候鋼。耐候鋼共分兩類：一類是 SMAP 型，為噴涂型耐候鋼；另一類為SMAW 系列，為無噴涂型耐 候鋼。與普通鋼材相比，無噴涂型耐候鋼的鋼材原價要高一 些，但是無噴涂型耐候鋼由于無需初期噴涂及后期保養，從長遠使用上來考慮，經濟性較好。近年來，一些發達國家的 鐵路車輛、橋梁和房屋建筑已較普遍地采用了低合金耐候鋼。

    ②長效防腐蝕方法，大量的研究結果表明，金屬表面覆蓋層： 噴、襯、滲、鍍、涂上一層耐蝕性金屬或非金屬物質以降低構件腐蝕速度；采用熱噴涂鋁或鋅，使用磷化、氧化處理以及納米技術結合制取的復合涂層，對于鋼結構、機電產品等有顯著的防腐效果，可在 10 年內無需維修，為其提供長達 25 年以上的長效防腐能力。根據防護壽命要求，噴涂鋁、鋅 涂層防腐可大致劃分為：中長效防腐（5—1 5 年）；長效防 腐（15—25 年）：超長效防腐（25 年以上）。從實際應用的 效果來看，噴鋅或噴鋁的涂層是防腐涂料的最好底層，一般分別采取單一噴鋁或噴鋅涂層，噴鋅或噴鋁涂層加防腐涂料 封閉，金屬噴涂層與防腐涂料涂層的復合涂層。

    ③涂層法，防腐涂料（油漆）一般由底漆和面漆組成。底漆 中含粉料多，基料少，成膜粗糙，與鋼材表面底粘結附著力強，并與面漆結合性好，主要功能是防銹，故稱防銹底漆； 而面漆則粉料少，基料多，成膜后有光澤，主要功能是保護下層底漆，故對大氣和濕氣有高度底不滲透性，具有防銹性 能。日本 2000 年開始實施的“確保住宅質量促進法”中新 增“住宅性能表示制度”，對鋼結構住宅主體結構用輕型鋼 （板厚≥2，3mm），由其防銹性能不同，將住宅的耐久性分 為 25～75 年 3 個等級表示。過去住宅結構主體多用熱鍍鋅板和熱鍍5％Al－Zn合金板，現為提高壽命改為使用加入3％ Mg 以提高耐蝕性的熱鍍 Zn－Al－Mg 合金板。

    抗 火 設 計

    對于鋼結構住宅來說，火災是發生幾率較大且較嚴重的一種災害。鋼結構雖然不燃，但是極易導熱，當自身溫度達到 540℃以上，其力學性能迅速下降，而當溫度達到 600℃ 時，鋼材的強度幾乎為零。裸鋼的耐火極限通常只有 15－ 30min，因此，鋼結構如果不采取任何防火保護措施，一般 很難滿足規定的耐火時間要求。而對鋼結構而言，防火設計就是要求鋼構件的防火性能需要滿足建筑對鋼構件耐火極 限（時限）的要求。

    1 確定適當的耐火等級

    為使住戶有足夠的時間逃生，并讓消防人員有足夠的時 間達到火災現場滅火，以防止結構嚴重破壞或倒塌，應根據建筑物發生火災的危險性、重要性，按現行國家規范合理確 定其耐火等級。由于建筑物使用功能、重要性等建筑特性的不同，火災危險性存在差異，這就要求在設計時要根據建設 方提供的建筑使用要求，根據現行國家規范《建筑設計防火規范》及《高層民用建筑設計防火規范》，來確定該建筑物 的火災危險性，再根據火災危險性，確定建筑的耐火等級。

    2 鋼結構防火保護

    （1）提高鋼結構防火性能的方法有以下幾種：①迎火面單面阻火屏蔽法，在鋼結構構件的迎火面，設置阻（防） 火屏障，使得構件在火災時與火焰隔開。②外包混凝土、耐火磚等，采用鋼構件外澆筑混凝土的型鋼混凝土構件或砌筑 耐火磚完全封閉鋼構件。這種方法優點是強度高耐沖擊，適用于高層及超高層建筑，但由于其截面及重量較大，在使用 中會受到很多條件制約。③采用防火耐火板材作為鋼構件的外包層，采用無機防火板材對鋼構件進行包裹，如石膏板、 蛭石板、無石棉硅酸鈣隔熱板等，厚度根據規范耐火極限而定。防火板由工廠加工，這種方法具有施工方便、裝修面平 整光滑、施工周期短、耐老化等優點，適用于輕型鋼結構防火保護。④構件外涂防火涂料，將防火涂料涂覆于鋼構件表 面，防火涂料的厚度根據建筑的耐火極限而定，由于其施工 簡便、重量輕、耐火時間長，適用于各種幾何形狀的鋼構件，經濟性、實用性較好，是現行主要的鋼結構防火保護措施。

    （2）防火涂料，鋼構件通過涂抹耐火的涂料來抵抗火焰， 防火涂料品種較多，根據其薄厚等耐火因素分膨脹型、非膨 脹型兩大系列。膨脹型涂料（薄型涂料）：厚度一般為 2～7mm， 其基料為有機樹脂，火災時受熱起泡、膨脹數十倍，形成隔熱性能極佳的碳化層，保護鋼構件不受火災的毀損。用于鋼結構防火，其保護層很薄，色彩多樣，裝飾性能極佳，耐火極限可達 0.5～1.5h。非膨脹型涂料（厚型涂料）：厚度一般為 7～5Omm，主要成分為無機絕熱材料，遇火不膨脹，自身具有良好的隔熱性，故又稱隔熱型防火涂料，其涂層比薄型 涂料的要厚得多，一般不燃、無毒、耐老化、耐久性較可靠，耐火極限可達到 0.5～3h 以上。

    結    語

    鋼結構住宅防腐蝕體系使用壽命、維護方式及方法，以及鋼結構防火涂料的耐久性等越來越多地受到業主、開發商、 設計人員的廣泛關注。所以，隨著鋼結構住宅在我國的進一步發展，其承重鋼結構耐久性方面的研究具有重要的現實意義。