围护系统材质选择的重要性及在钢结构工程体系中的优缺点分析

11/1/2024

作为建筑工业化的一种形式,装配式钢结构建筑在与往年相比中,数量在逐年增加,积极发展装配式钢结构建筑是践行绿色生态发展理念的重要载体之一。

https://cn.xtdsteel.com/产品/异形空间桁架结构/对于装配式建筑而言,楼盖的设计极为重要,它将关乎到对结构的安全性和经济影响性。因此,本次文章将会系统性的介绍钢结构工程中的定期维护和钢结构工程体系中的优缺点以及围护材料选择的重要性。

空间桁架结构

一、钢结构建筑的维护要求

众所周知在2008年北京举办的夏季奥林匹克运动会所建设的"鸟巢”是采用钢结构搭建,同时钢结构有一个明显的缺点它容易腐蚀,据不完全统计,全球每年因材料的腐蚀就导致经济代价约占国民生产总值3-5%,而国内每年为腐蚀的代价付出相当于全国GPD的3.4-5%。而在定期维护保养的钢结构房屋中较为经济耐用的年限参考价值一般在:70年,而钢筋混凝土结构(包括框架结构、剪力墙结构、筒体结构、框架一剪力墙结构等)平均在50年。可见,钢结构在建设完成后安装的定期维护与保养尤为重要。

但在近些年来的调查过程中,发现部分钢结构的用户不知道钢结构需要定期去维护和保养,导致出现严重的腐蚀状况,而在用户往往发现不到的地方,这让本就腐蚀严重的钢结构产品出现不安全的诸多隐患,从而导致降低了钢结构在使用以及功能上的安全性和正常的功能使用。下面我将正确的说明钢结构在维护以及保养上的要求和使用。

空间桁架结构

1. 维护与保养:
钢结构如果长期暴露于空气外或者湿度较低的环境下,表面又没有喷刷防腐材料保护措施时,会产生钢结构的腐蚀、变形以及应力失效等,使钢结构过早的破获。在此,如果要使用钢结构正常工作和预期的使用寿命,对钢结构的定期检测、维护和保养是非常重要的。钢结构的维护与保养主要是定期去防腐防锈、防火方面的处理保护和查看是否变形(如:在使用过程结构垂直、平面弯曲和主要构件弯曲变跨等)

2. 定期做好防腐处理:
一般在钢结构的设计时使用年限就固定在50年左右,在使用过程中能够让钢结构因超荷载而遭遇破坏的可能性几率很小。而大多数的钢结构损坏基本都是因为由腐蚀造成的,一般情况下钢结构是需要在3年进行一次维护保养,同时在处理防腐时对油漆的品种、规格必须与原油漆涂料相同,若两种油漆不同会导致涂料达不到防腐要求,造成更大的危害。

二、如何选择围护系统的材料和它的重要性

目前钢结构工程项目是被广泛应用在各大建筑领域,同时压型钢板也被应用于钢结构厂房的维护系统当中,并且压型钢板的板类种类多样在建筑表现中能满足结构功能,但是要考虑到其经济性。所以在选择什么样的板型建材时需要综合考虑下列因素。
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空间桁架结构

1. 围护系统在选择材料方面非常重要。在材料的耐久性上、材料的抗老化、抗风化和抗变形能力就已经决定出围护系统在使用寿命和建筑结构的坚固性。而从美学角度讲,建筑风格的,突出了色彩和纹理,创造了独特的建筑形象。从美学角度看,在设计建筑风格初,已经明确表达出需要对材料的色彩和质感要求,建造理想中的建筑形象。从经济角度看,它们包括了初始的投资成本以及后续维护和更换成本,对建筑项目的总体预算和长期效益有着重大的影响。

2. 强度:它要承载风、雷、雨等外力荷载是选择板型的首要考虑因素,一般来讲,波峰越高,其截面惯性也越大:波峰密集、基板厚度大,其强度也越高,但同时用钢量也会增加,还需要考虑到檩条的间距,间距越大,使它对钢板的强度要求也会增加。

3. 板型建材对结构的防火、保温等其他要求极为严格。
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4. 不同的建筑物对保温、防火的要求也不一样,其具体要求如下:
  • 压力钢板:不燃体,耐火极限 15 分钟。
  • 聚苯乙烯夹芯板:氧指数≥ 30%,泡沫体积密度≥ 15 kg/m3,导热系数≤ 0.041 W/m-k;由于耐火等级低,目前在正式工程中很少会有使用。(数据可查)
  • 岩棉夹芯板或玻璃棉板:属于无机材料,不燃,厚度≥ 80 mm,耐火极限≥ 60 min,厚度 < 80 mm,耐火极限≥ 30 min,容重≥ 100 kg/m3,导热系数≤ 0.044 W/m-k。 自重较大,玻璃棉板的安装场地较为复杂繁琐。(数据可查)
  • 硬质聚氨酯夹芯板:B1 级建筑材料,泡沫体积密度≥ 30 kg/m3,导热系数≤ 0.027 W/m-k,强度高,外观好,但造价也高。聚氨酯硬质泡沫塑料是目前较好的建筑保温材料,其导热系数低、承载能力好、抗弯强度高、吸水性好、不腐烂、防虫蛀、防鼠咬、阻燃性能相对较好,适用温度范围广。(数据可查)
  • 通常在采用镀铝锌彩色钢板或镀铝钢板,选择基板时要根据实际使用要求、功能要求选择厚度和厂商。压型钢板厚度不宜太薄,厚度最好是在0.4~0.8mm,若是屋面外板彩板过薄,在经过一段时间的使用后,将会导致外板的腐蚀、受温度影响变形和板上积雪的压力等造成板之间缝隙增大。
空间桁架结构

围护系统钢结构工程体系中的优缺点

  1. 围护系统是采用成品制作而成,可多次反复使用,同时它的施工方法也较为便捷,但在多次重复利用后,可能会存在漏水现象,需要在安装时多加注意增强防水措施。
  2. 围护系统钢结构在施工时噪音较大,在施工时对大跨度的屋面安装一般不采用吊车,由于围护系统的刚度小在使用吊车安装会导致彩板的变形,所以多数使用半斜式吊装。
  3. 围护系统的包边及泛水不仅能将建筑的线条完美的勾勒出,同时在建筑的美观程度上带来视觉设计,并且在结构中把建筑联结成一个整体,能做到效果更佳的防风、防雨,使建筑更坚固耐用。
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总结

围护系统钢结构工程体系的用钢量少,安装和设计时间较短在钢结构工业化生产上使用程度高等特点之外,目前在厂房、小型展览馆等场景广泛使用。同时围护系统以往采用彩钢板,在建造外楼式层面板块时要优先考虑使用暗扣型彩钢板,可以有效避免热胀冷缩,导致自攻螺丝被剪断,并且在多雨地区或者台风区也可以避免橡胶垫的老化造成板块的锈蚀和漏水。

北方雨水较少地段,建议使用自由落水檐口。它的价格较为经济,并且防水性能较好,在工程对檐口要求不高的状况下使用广泛。
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Michael Zhai

迈克尔专注于钢结构建筑行业中的智能制造技术及产品推广。凭借在车间运营及现场安装管理方面丰富的实践经验,他对钢结构的全自动化制造、预制组装以及质量控制拥有独到见解。

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