鋼結(jié)構(gòu)防火措施與構(gòu)件的受力形式和應力比有關(guān)，且熱膨脹效應參與設(shè)計值組合，所以鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計很難與結(jié)構(gòu)設(shè)計分開。盡管結(jié)構(gòu)工程師的擔子已經(jīng)很重，但一般鋼結(jié)構(gòu)工程的防火設(shè)計由結(jié)構(gòu)專業(yè)承擔，這個傳統(tǒng)恐怕很難改變。防腐蝕設(shè)計倒是與受力狀態(tài)無關(guān)，只與環(huán)境條件、防腐蝕水準、防腐材料性能有關(guān)，完全可以與結(jié)構(gòu)設(shè)計分開。但是，除大型工業(yè)項目或防腐蝕要求特殊的項目外，一般工程的防腐蝕設(shè)計工作量并不很大，甲方往往不愿另行委托設(shè)計，所以防腐蝕設(shè)計還是由結(jié)構(gòu)工程師完成。

防腐蝕設(shè)計不當，不會在短期內(nèi)影響結(jié)構(gòu)安全，但經(jīng)常在造價方面引起爭議，或者影響工程驗收，搞得設(shè)計很被動。所以本短文對鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計過程進行一些梳理。

一、防腐蝕設(shè)計的主要規(guī)程、規(guī)范：

防腐蝕方面的規(guī)范眾多且內(nèi)容不盡相同，主要有以下9本。作為結(jié)構(gòu)工程師，不可能投入太多的精力和時間熟讀這些規(guī)范，故重點推薦下面涂熒光的這三本。

1.《鋼結(jié)構(gòu)防護涂料系統(tǒng)的防腐蝕保護》ISO12944:1998

2.《建筑用鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料》JG/T224-2007

3.《建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程》JGJT251-2011

4.《鋼結(jié)構(gòu)防護涂裝通用技術(shù)條件》GB/T28699-2012，簡稱《通用條件》

5.《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝技術(shù)規(guī)程》CECS343：2013，簡稱《防腐規(guī)程》

6.《建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》GB 50212-2014

7.《工業(yè)建筑涂裝設(shè)計規(guī)范》GB/T51082-2015

8.《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》GB50046-2018，簡稱《工業(yè)防腐規(guī)范》

9.《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準》GB50205-2020

二、防腐蝕設(shè)計的步驟：

1.確定環(huán)境腐蝕等級

環(huán)境的腐蝕性是鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主因，所以首先要確定環(huán)境的腐蝕性分類，如下圖。

對于建筑工程來說，水中和土中的鋼結(jié)構(gòu)一般均有混凝土包裹（型鋼混凝土），屬于混凝土的防腐蝕，按《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》GB50046執(zhí)行即可。工業(yè)廢氣的腐蝕性取決于有害氣體的濃度，建議進行專項設(shè)計。所以本文僅對最常見的大氣環(huán)境下建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕進行總結(jié)。

我國現(xiàn)行《大氣環(huán)境腐蝕性分類》GB/T15957-1995，需首先確定大氣中腐蝕性氣體的類別和含量，使用上很不方便?！斗栏?guī)程》CECS343：2013和《通用條件》GB/T28699-2012都采用國際標準《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕保護》ISO12944:1998進行大氣環(huán)境分類，簡便易行。

環(huán)境分類屬于宏觀判斷，有不同意見很正常。建議多溝通，尤其要了解當?shù)匾呀üこ痰牧晳T做法，并征求甲方意見，以免引起扯皮。ISO12944:1998的環(huán)境分類參考舉例可見上圖中棕色部分的描述。

2.確定防腐蝕涂層的使用年限

防腐蝕涂層的使用年限也是宏觀的定性指標。要綜合考慮構(gòu)件的重要性、長效和短效防腐蝕措施的綜合經(jīng)濟性、維護的便捷性、大眾的維護檢修意識。從目前的實際情況來說，社會大眾普遍認為建成以后就完事了，檢修意識淡泊，使用過程中的檢修維護是跟不上的。

在《防腐規(guī)程》CECS343:2013中規(guī)定，對永久性承重鋼結(jié)構(gòu)應采用較嚴格的除銹標準和長效防護方案。

在《通用條件》中也規(guī)定，對于大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)來說，我們要求的是高耐久性的使用壽命，涂裝設(shè)計都是在15年以上的長效防腐蝕涂層系統(tǒng)。

在《工業(yè)建筑涂裝設(shè)計規(guī)范》中給出了不同構(gòu)件防腐蝕涂層的具體使用年限，可參考：

3.確定防腐蝕涂料品種和漆膜厚度

現(xiàn)用于鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕涂層可分為普通防腐蝕涂料類涂層和噴鍍金屬涂層上加防腐涂料的復合涂層。

鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料品種和漆膜厚度是根據(jù)腐蝕環(huán)境分類和涂層使用壽命確定的。可按《防腐規(guī)程》》附錄A“常用防腐涂層配套表”選用。查閱時宜從右向左查。該表較長，這里略去。同時，涂層總厚度應符合下表：

涂層的匹配應符合下表：

三、防腐蝕設(shè)計應提交的內(nèi)容

根據(jù)《防腐規(guī)程》4.1.1條，除上面三項外，設(shè)計文件還應包括以下內(nèi)容和技術(shù)要求：

1.注明初始銹蝕等級的要求

鋼結(jié)構(gòu)表面初始銹蝕等級應從嚴要求。主要承重構(gòu)件和薄壁構(gòu)件（厚度不大于6mm）的初始銹蝕等級不應低于B級，其它構(gòu)件不應低于C級。也就是說，在任何情況下，銹蝕等級為D級的鋼材不得直接用于工程。初始銹蝕等級分級如下：

2.注明除銹等級的要求

（1）除銹等級分類如下：

（2）除銹等級是按防腐涂料的品種確定的，應從嚴要求。最低除銹等級應符合下表要求。

（3）除銹等級的其他要求：

新建工程重要構(gòu)件的除銹等級不應低于Sa2.5。承重結(jié)構(gòu)一般不應采用手工除銹。若必需采用時，則應嚴格要求，除銹等級達到St3。

3.注明防腐蝕涂層與防火土層的施工順序

防腐蝕涂層與防火涂層的施工順序，各種說法不盡相同，是一個很讓人困惑的問題，現(xiàn)參照《工業(yè)建筑涂裝設(shè)計規(guī)范》GB/T51082-2015：

1.   采用膨脹型防火涂層體系時，施工順序為：

（1）   防腐蝕底涂層；

（2）   防腐蝕中間涂層；

（3）   防火涂層；

（4）   防腐蝕面涂層。

當膨脹型防火涂料在弱、微腐蝕環(huán)境下時，如防火涂層能夠滿足耐久性要求，可不設(shè)面涂層。

2.   采用非膨脹型防火涂層體系時，施工順序為：

（1）   防腐蝕底涂層；

（2）   防腐蝕中間涂層；

（3）   防火涂層。

當非膨脹型防火涂料在強、中腐蝕環(huán)境下時，尚應設(shè)置防腐蝕面涂層。非膨脹型防火涂層一般應在構(gòu)件表面設(shè)置拉結(jié)鍍鋅鋼絲網(wǎng)。

4.注明涂料性能要求：

（1）防腐蝕涂裝工程材料必須具有產(chǎn)品質(zhì)量證明文件，其質(zhì)量和材料性能不得低于現(xiàn)行國家標準《建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》GB50212和其他相關(guān)標準的規(guī)定。鍍鋅鋼板、彩涂鋼板及耐候鋼等鋼材應提供質(zhì)量合格證書。

（2）涂料的質(zhì)量、性能和檢驗要求，應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑用鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料》JG/T224的規(guī)定。同一涂層體系中各層涂料的材料性能應能匹配互補，并相互兼容，結(jié)合良好。

（3）熱噴涂鋅、鋁或鋅鋁合金所用噴涂材料的質(zhì)量要求應符合現(xiàn)行國家標準《熱噴涂金屬和其他無機覆蓋層鋅鋁及其合金》GB/T9793的規(guī)定。

（4）所用鍍鋅板、鍍鋅鋁板彩色涂層鋼板和耐候鋼的質(zhì)量和性能應符合下列要求：

（a）鍍鋅板應采用符合現(xiàn)行國家標準《連續(xù)熱鍍鋅鋼板及鋼帶》GB/T2518規(guī)定的S250或S350結(jié)構(gòu)級鋼板；板面鍍層量應符合設(shè)計要求。無要求時，在微腐蝕、弱腐蝕或中等腐蝕環(huán)境中，相應的雙面鍍鋅量不應低于180g/m2、250 g/m2或280g/m2。

（b）熱鍍鋁鋅合金基板應符合現(xiàn)行國家標準《連續(xù)熱鍍鋁鋅合金鍍層鋼板及鋼帶》GB/T14978規(guī)定的S250或S350結(jié)構(gòu)級鋼板；板面鍍層量應符合設(shè)計要求。無要求時，在微腐蝕、弱腐蝕或中等腐蝕環(huán)境中，相應的雙面鍍層重量不應低于100g/m2、120 g/m2或150g/m2。

（c）壓型鋼板用彩色涂層鋼板的材質(zhì)、性能與鍍鋅量等應符合現(xiàn)行國家標準《建筑用壓型鋼板》GB/T12755的規(guī)定。

（c）耐候鋼應采用符合現(xiàn)行國家標準《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T4171規(guī)定的焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼。

5.注明防腐蝕涂層的施工要求:

應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50755、《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205、《建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》 GB50212、《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝技術(shù)規(guī)程》 CECS343:2013、《建筑防腐蝕工程質(zhì)量檢驗評定標準》GB50224的規(guī)定。

6.注明施工安全和環(huán)境保護要求

（1）防腐蝕涂裝施工前應制定嚴格的安全勞保操作規(guī)程和環(huán)境衛(wèi)生措施，確保安全、文明施工。

（2）參加涂裝作業(yè)的操作和鍋里人員，應持證上崗。施工前必須進行安全技術(shù)培訓。施工人員必須穿戴防護用品，并按規(guī)定佩戴防毒用品。

（3）安全和環(huán)境保護方面的其他要求詳見《建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程》JGJ/T251-2011第6章和《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝技術(shù)規(guī)程》CECS343:2013第6.5節(jié)。

7.注明使用期內(nèi)檢查維護的要求：

鋼結(jié)構(gòu)應按設(shè)計規(guī)定的用途使用，并應定期檢查結(jié)構(gòu)狀況和防腐蝕狀況，及時進行維護和維修。使用單位應制定相應的維護管理規(guī)定，檢查維護工作應由專人負責。具體要求參見《建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程》JGJ/T251-2011第7章和《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝技術(shù)規(guī)程》CECS343:2013第8章。

四、需要注意的一個問題：

關(guān)于露天環(huán)境和中等腐蝕環(huán)境下的高強螺栓摩擦面的涂裝要求：

在以往的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明中，經(jīng)常見到類似這樣的要求：高強度螺栓的摩擦面不得涂裝。

但在《防腐規(guī)程》4.3.8中要求：對于露天環(huán)境或中等腐蝕環(huán)境，摩擦面宜涂無機富鋅底漆或鋅加底漆，涂層厚度不應小于70um。

相應地,在《鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》JGJ82-2011表3.2.4-2中給出了抗滑移系數(shù)，見下圖：