中国联合工程公司 浙江杭州 310000
摘要：钢铝组合通过巧妙的运用钢将材和铝材各自的材料优势使其结合，在结构幕墙设计获得了广泛的应用，但由于发展时间较长、技术经验匮乏等原因，目前我国钢铝组合在结构幕墙设计应用中存在着诸多问题，这些问题的存在严重制约了幕墙设计水平的提升。文章从钢铝组合的优势分析出发，针对目前应用中存在的问题提出了相应的改进措施，让钢铝组合在结构幕墙设计中获得更好的应用
关键词：钢铝组合；结构幕墙设计；应用分析
前言
钢铝组合结构以其质量轻、强度大、抗火性能好、造价低等优势已成功应用于诸多建筑工程上，在结构幕墙设计中应用最为广泛。但实际应用中还存在着较多的问题，应用技术水平和发达国家相比还有较大的差距，导致了钢铝组合的优势不能得到充分的发挥。加强钢铝组合在结构幕墙设计中的应用研究，针对实际应用中存在的问题，及时采取相应的措施，提升钢铝组合在结构幕墙设计中的应用水平势在必行。
1 钢铝组合在结构幕墙设计中应用优势
1.1 钢铝组合结构强度较大
随着我国城镇化发展进程的不断推进，城市人口数量不断增加，对于建筑的需要越来越大，现代城市建筑逐渐向着高、大的方向发展。建筑规模的扩大必然会导致墙体承重的增大，如果结构幕墙的轻度不能满足建筑承重要求，工程的质量将难以得到有效保障，甚至对人民生命财产安全造成威胁。而钢铝组合属于合金结构，强度较大，适当的增加合金结构的尺寸，就可以成倍的增大承重能力，可以满足现代高层建筑对于墙体承重的要求。
1.2 钢铝组合结构质量较轻
传统的结构幕墙设计中使用的千思板结构、瓷板结构以及混凝土幕墙等，虽然能够满足现代高层建筑对于墙体承重的要求，但自身重量较大，极大的增加的施工操作的难度。而钢铝结构密度较小，重量较轻，在保证承重力满足施工要求的基础上，还可以大幅度降低幕墙质量，是钢铝结构的突出优势之一。
1.3 钢铝组合结构应用设计较为灵活
钢铝组合就是将钢和铝按照一定的比例结合起来，钢材弹性好、强度大且价格低廉，而铝制材料具有耐腐蚀、装饰效果好等优点，将两者进行结合的合金材料具有兼具了上述优势。并且采用不同的结合比例，合金的性能将会具有新的特点，因此在幕墙设计时可以根据工程的基本要求，采用不同比例的钢铝混合材料，充分发挥钢铝组合结构设计灵活性的优势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.4 钢铝组合结构防火性能优良
单纯的使用铝制材料，幕墙结构不仅不能满足承重要求，防火性能也会受到较大的限制。研究表明，当温度达到 250 摄氏度时，铝材料的强度将会下降到常温状态下的一半，而如果温度超过 370 摄氏度时，材料强度将会完全丧失。因此仅仅使用铝制材料用于幕墙的设计，幕墙的防火性能将会极大降低，而在铝中添加一定比例的钢，就能完美的解决这一问题。钢材料当温度超过 100 摄氏度时，强度将会下降，但当温度超过 100摄氏度，甚至更高时，钢材的材料强度不降反升，正是钢材的这种温度特性，让钢铝合金材料具有了较好的温度特性，使幕墙具备了更好的防火性能。
2 钢铝组合在结构幕墙设计中存在的问题
钢铝组合在幕墙结构设计应用中具有较多的优势，但设计中有较多的技术细节，设计人员只有掌握好每一个技术要点，处理好每一个设计细节，才能最大程度上发挥出钢铝组合的优势。目前钢铝组合在幕墙结构设计应用中存在着钢铝组合比例不当、材料腐蚀加剧以及技术标准不完善等问题，这些问题的存在严重制约了钢铝组合的应用范围，下面对钢铝组合在幕墙结构设计应用中存在的问题进行详细分析阐述。
2.1 钢铝组合比例不当，幕墙强度不够
众所周知，钢材料的强度较大，铝的材料强度较小，钢铝组合材料如果铝材料比例过大，幕墙的的强度将下降，承重力能力将很难满足设计需求。而钢材比例过大，钢铝组合的质量将会变大，增加施工的难度。在实际应用过程中，经常会出现铝材料比例过高，幕墙强度较小的问题，导致在实际应用中，幕墙承重力难以要求，严重影响了幕墙的设计质量。
2.2 原电池反应造成材料腐蚀加剧
钢铝组合材料一旦浸泡在酸性或者碱性溶液中，溶液中的导电离子将会作为导电介质，不断的运输电子，形成原电池反应，使材料腐蚀速度极大增加，降低了幕墙的抗腐蚀性能。而雨水通常情况下呈现弱酸性，部分污染情况较为严重的地区，雨水的 pH 值可以达到 4 以下，酸性较强，在该雨水环境下，幕墙的质量难以得到有效保障。
2.3 技术标准不完善
目前，在幕墙设计中应用钢铝组合结构还缺少与之相关的明确的标准和良好的行业规范。幕墙技术在建筑领域的大量应用和开阔的市场前景的背景下，即使国家出台了与之相关的政策法规，以及有关行业的监管部门制定了技术标准，但是钢铝组合结构在幕墙中的运用还处在探索的早期阶段，标准规范还没有形成最基本的体系与之配套，进而使得监管缺乏依据，工程质量也受到相应的影响。
3 钢铝组合在结构幕墙设计中的标准
3.1 外幕墙铝板主要选用2.5mm和3mm单层铝板，国际牌号3003系列（H24），为铝锰合金系列铝合金板且不能有负公差铝板，表面采用PVDF三涂二烤处理，其平均膜层厚度不小于40um，涂层应无起泡、裂纹、剥落等现象，铝板需设置20x35x20x3C型铝角码加强筋，间距500<@<600mm。
3.2 钢材：除不锈钢外，本工程所用钢材均采用Q235B，质量符合《碳素结构钢》 GB/700，《结构用无缝钢管》JBJ102及《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003的第3.1.2条中规定。隐蔽钢材表面采用热浸镀锌处理，锌膜厚度符合GB/T13912的有关规定：即钢厚度t≥6mm时，镀锌层局部厚度≥70μm，镀锌层平均厚度≥85μm；钢厚度3≤t＜6mm时，镀锌层局部厚度≥55μm，镀锌层平均厚度≥70μm；外露钢材表面采用氟碳喷涂处理或聚氨酯漆喷涂，漆膜的厚度不宜小于45μm；钢材表面除锈等级需达到：喷射或抛射除锈时需达到Sa2.5级，动力工具和手工除锈时，需达到St3级；采用防腐涂料时，除密闭的闭口型材的内表面外，涂层应完全覆盖钢材表面；除不锈钢外，不同金属之间应采取措施避免双金属腐蚀。
4结论
钢铝组合结构的形式将会更受幕墙设计者的青睐，会被广泛的运用于各式各样的建筑当中，会充分发挥出这一特殊材料组合的优越性。改变幕墙设计行业的格局，使我们身边的建筑物更加绚丽多彩，建筑行业将会达到一个新的层次和新的高度。虽然钢铝结构应用中存在着一些问题，只要我们能充分了解材料的特性，及时采取有效的措施，不断推进应用水平，钢铝组合应用前景就会十分明朗。
参考文献
[1]刘涛.钢铝组合结构在幕墙设计申的应用分析[J].科学技术，2013（5）：575-578.
[2]张芹.幕墙工程程百问[J].中国建筑工业，2012（3）：75-78
[3]李创第，李桂青，黄任常.高层建筑玻璃幕墙风荷载取值研究[J].第七届全国结构工程学术会议沦文集，2014（54）：5-7.
[4]刘忠伟.建筑幕墙设计与施工（第二版）[J].建筑工业，2013（5）：575-578.
[5]章丽萍，张晓萍.温度变化对玻璃幕墙结构的影响及其分析[J].中国建筑，2012（3）：75-78
论文作者:盛俊杰,陈常青
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/29
标签：组合论文; 幕墙论文; 结构论文; 将会论文; 材料论文; 强度论文; 钢材论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;