轻型钢结构住宅是一种新的建筑体系，涉及的材料是新型建筑材料，设计方法是建筑、结构、设备与装修一体化。小编总结了我国轻钢住宅结构体系的发展现状，对轻钢结构住宅的设计要点进行综述。

    近年来，钢结构在高层建筑和大跨度高耸结构方面应用广泛，在非居住建筑领域取得很大进展。随着国家经济实力的增强和住宅产业化、商品化的要求，钢结构将成为建筑中最适合创新的住宅结构体系。钢结构住宅的设计中，耐久性是一个不容忽视的关键问题。其中，耐腐蚀性差，耐火差又是影响钢结构耐久性的重要因素。

    防 腐 设 计

    钢结构住宅由于长期处在大气环境中易被腐蚀，而生锈腐蚀将会引起钢结构构件截面减小，承载力下降，尤其是腐蚀产生的“锈坑”将使钢结构的脆性破坏的可能性增大，从而影响了结构的安全性。因此，应对钢结构住宅采取有效的防腐保护措施。住宅建筑的设计使用年限一般在 50 年以上， 而钢结构住宅的一次防腐年限应与住宅的设计使用年限相当，这是钢结构住宅面临的一大亟须解决的问题。因而，探索适合钢结构住宅并能保证长效防腐的经济有效的手段是目前的当务之急。

    （1）钢结构住宅所处的环境特点

    钢结构住宅所面临外界腐蚀主要表现在大气环境下的腐蚀。根据地域大气中所含污染物成分和量的不同，大气主要分为乡村大气、城市大气、工业大气、海洋大气四类。此外随着钢结构 住宅所处的地理位置、气候条件的不同，其腐蚀状况存在明显差别。钢结构住宅结构本身存在的易于引发腐蚀的环境条 件。比如钢结构住宅的卫生间、厨房等局部空间，由于湿度较大，如果通风不良，潮湿空气易在表面上形成水珠，如果 再黏上一些腐蚀性微粒等污染物，水分更易聚集成为电解质，导致卫生间、厨房等局部空间的钢构件更易于遭到腐蚀。因 而，这种局部腐蚀环境相对其他部分腐蚀性等级要高。同样，钢结构住宅直接暴露在室外大气的部分，其局部腐蚀环境腐 蚀性等级也相对较高。

    （2）钢结构的防腐方法及效果

    钢结构在各种大气环境条件下产生腐蚀，是一种自然现象。为了防止或减少钢结构的腐蚀，延长其使用寿命采取的各种措施，叫作防护方法。钢结构的防腐蚀方法大致有三类：耐候钢、 长效防腐蚀方法、涂层法。

    ①耐候钢，耐候钢是一种比较经济的新材料，由于抗腐蚀使用寿命长，对处于强腐蚀环境中 的钢结构，钢材宜采用耐候钢。耐候钢共分两类：一类是 SMAP 型，为喷涂型耐候钢；另一类为SMAW 系列，为无喷涂型耐 候钢。与普通钢材相比，无喷涂型耐候钢的钢材原价要高一 些，但是无喷涂型耐候钢由于无需初期喷涂及后期保养，从长远使用上来考虑，经济性较好。近年来，一些发达国家的 铁路车辆、桥梁和房屋建筑已较普遍地采用了低合金耐候钢。

    ②长效防腐蚀方法，大量的研究结果表明，金属表面覆盖层： 喷、衬、渗、镀、涂上一层耐蚀性金属或非金属物质以降低构件腐蚀速度；采用热喷涂铝或锌，使用磷化、氧化处理以及纳米技术结合制取的复合涂层，对于钢结构、机电产品等有显著的防腐效果，可在 10 年内无需维修，为其提供长达 25 年以上的长效防腐能力。根据防护寿命要求，喷涂铝、锌 涂层防腐可大致划分为：中长效防腐（5—1 5 年）；长效防 腐（15—25 年）：超长效防腐（25 年以上）。从实际应用的 效果来看，喷锌或喷铝的涂层是防腐涂料的最好底层，一般分别采取单一喷铝或喷锌涂层，喷锌或喷铝涂层加防腐涂料 封闭，金属喷涂层与防腐涂料涂层的复合涂层。

    ③涂层法，防腐涂料（油漆）一般由底漆和面漆组成。底漆 中含粉料多，基料少，成膜粗糙，与钢材表面底粘结附着力强，并与面漆结合性好，主要功能是防锈，故称防锈底漆； 而面漆则粉料少，基料多，成膜后有光泽，主要功能是保护下层底漆，故对大气和湿气有高度底不渗透性，具有防锈性 能。日本 2000 年开始实施的“确保住宅质量促进法”中新 增“住宅性能表示制度”，对钢结构住宅主体结构用轻型钢 （板厚≥2，3mm），由其防锈性能不同，将住宅的耐久性分 为 25～75 年 3 个等级表示。过去住宅结构主体多用热镀锌板和热镀5％Al－Zn合金板，现为提高寿命改为使用加入3％ Mg 以提高耐蚀性的热镀 Zn－Al－Mg 合金板。

    抗 火 设 计

    对于钢结构住宅来说，火灾是发生几率较大且较严重的一种灾害。钢结构虽然不燃，但是极易导热，当自身温度达到 540℃以上，其力学性能迅速下降，而当温度达到 600℃ 时，钢材的强度几乎为零。裸钢的耐火极限通常只有 15－ 30min，因此，钢结构如果不采取任何防火保护措施，一般 很难满足规定的耐火时间要求。而对钢结构而言，防火设计就是要求钢构件的防火性能需要满足建筑对钢构件耐火极 限（时限）的要求。

    1 确定适当的耐火等级

    为使住户有足够的时间逃生，并让消防人员有足够的时 间达到火灾现场灭火，以防止结构严重破坏或倒塌，应根据建筑物发生火灾的危险性、重要性，按现行国家规范合理确 定其耐火等级。由于建筑物使用功能、重要性等建筑特性的不同，火灾危险性存在差异，这就要求在设计时要根据建设 方提供的建筑使用要求，根据现行国家规范《建筑设计防火规范》及《高层民用建筑设计防火规范》，来确定该建筑物 的火灾危险性，再根据火灾危险性，确定建筑的耐火等级。

    2 钢结构防火保护

    （1）提高钢结构防火性能的方法有以下几种：①迎火面单面阻火屏蔽法，在钢结构构件的迎火面，设置阻（防） 火屏障，使得构件在火灾时与火焰隔开。②外包混凝土、耐火砖等，采用钢构件外浇筑混凝土的型钢混凝土构件或砌筑 耐火砖完全封闭钢构件。这种方法优点是强度高耐冲击，适用于高层及超高层建筑，但由于其截面及重量较大，在使用 中会受到很多条件制约。③采用防火耐火板材作为钢构件的外包层，采用无机防火板材对钢构件进行包裹，如石膏板、 蛭石板、无石棉硅酸钙隔热板等，厚度根据规范耐火极限而定。防火板由工厂加工，这种方法具有施工方便、装修面平 整光滑、施工周期短、耐老化等优点，适用于轻型钢结构防火保护。④构件外涂防火涂料，将防火涂料涂覆于钢构件表 面，防火涂料的厚度根据建筑的耐火极限而定，由于其施工 简便、重量轻、耐火时间长，适用于各种几何形状的钢构件，经济性、实用性较好，是现行主要的钢结构防火保护措施。

    （2）防火涂料，钢构件通过涂抹耐火的涂料来抵抗火焰， 防火涂料品种较多，根据其薄厚等耐火因素分膨胀型、非膨 胀型两大系列。膨胀型涂料（薄型涂料）：厚度一般为 2～7mm， 其基料为有机树脂，火灾时受热起泡、膨胀数十倍，形成隔热性能极佳的碳化层，保护钢构件不受火灾的毁损。用于钢结构防火，其保护层很薄，色彩多样，装饰性能极佳，耐火极限可达 0.5～1.5h。非膨胀型涂料（厚型涂料）：厚度一般为 7～5Omm，主要成分为无机绝热材料，遇火不膨胀，自身具有良好的隔热性，故又称隔热型防火涂料，其涂层比薄型 涂料的要厚得多，一般不燃、无毒、耐老化、耐久性较可靠，耐火极限可达到 0.5～3h 以上。

    结    语

    钢结构住宅防腐蚀体系使用寿命、维护方式及方法，以及钢结构防火涂料的耐久性等越来越多地受到业主、开发商、 设计人员的广泛关注。所以，随着钢结构住宅在我国的进一步发展，其承重钢结构耐久性方面的研究具有重要的现实意义。