熱浸鍍鋁鋅鍍層因其兼具鍍鋅的犧牲陽極保護和鍍的隔離防護的優(yōu)點,在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣闊的應(yīng)用前景。在鋁鋅熔池中添加不同的合金元素,可獲得滿足不同使用要求的合金鍍層。鋁鋅熔池中添加鎂元素可以大大改善鍍層的耐腐蝕性能。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),鎂對55Al-Zn高鋁合金鍍層的影響時,發(fā)現(xiàn)了周期層狀組織,此外,鹽霧腐蝕結(jié)果表明,鍍層的耐蝕性能得到了提高。
為深入了解這種周期層狀組織,湘潭大學高琳潔等借助掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、X射線衍射分析儀(XRD)、X射線光電子能譜分析(XPS)、電化學工作站等設(shè)備儀器,通過改變熱浸鍍鋁鋅鎂熔池中的鋁和鎂含量以及浸鍍時間,對鍍層中周期層狀組織的組織結(jié)構(gòu)、形成條件和耐蝕性能進行了系統(tǒng)研究。
對鋁鋅鎂鍍層中典型的周期層狀組織進行深入分析后發(fā)現(xiàn),周期層狀組織由交替排列的淺灰色FeAl3Znx層和深灰色的(Al+Zn)層構(gòu)成,此外,在基體與周期層狀組織之間還有一層較薄的Fe2Al5Znx層。
熔池中鋁含量在15-25 wt.%之間時,鍍層為常見鋁鋅鎂鍍層,由靠近基體的鐵鋁合金層和與之相鄰的(Al+Zn)層構(gòu)成,并沒有周期層狀組織的出現(xiàn)。當鋁含量增加至35 wt.%時,鍍層中開始形成了周期層狀組織,且隨著鋁含量增加,周期層狀組織形成的孕育期縮短,然而當鋁含量過高,周期層狀組織反而開始被破壞。在鋁鋅熔池中添加鎂元素,當鋁含量在35-55 wt.%之間時,隨著鎂含量增加,周期層狀組織的孕育期縮短,同樣,鎂含量超過一定范圍時,周期層狀組織開始被破壞。
此外,熔池中鋁、鎂含量變化同樣會對FeAl3Znx層和層片對總厚度產(chǎn)生影響。對鍍層總厚度相近的周期層狀組織的樣品與一般鋁鋅鎂鍍層樣品進行電化學測試,結(jié)果表明周期性層狀組織的耐蝕性能較優(yōu)。
東國制鋼中國江陰工廠2013年推出鍍鋁鋅鎂GLX,采用韓國KSD3033標準,是將鋁鋅硅鎂合金化后,熱浸鍍在鋼板上的合金,鍍層由55%鋁,43.4鋅和鎂(鎂約1~2%),1.6%硅組成。該產(chǎn)品在苛刻的腐蝕環(huán)境下也能發(fā)揮優(yōu)異的耐腐蝕性,具備使用壽命長,鍍層薄而耐腐蝕性極高的優(yōu)點,是節(jié)省資源適合環(huán)保的產(chǎn)品。

鍍鋁鋅鎂GLX合金鍍層系統(tǒng)采用世界上批量生產(chǎn)的所有熱浸鍍鋅鋼板中的技術(shù),其獨特性已經(jīng)獲得認證,并于2013年取得中國國內(nèi)專利證書(ZL 2013 1 0314043.2),同時于2013年相繼在韓國、澳大利亞、臺灣取得專利證書。
鍍鋁鋅鎂采用韓國KS D3033標準,是將鋁鋅硅鎂合金化后,熱浸鍍在鋼板上的合金,鍍層由55%鋁、43.4%鋅和鎂(鎂約1-2%)、1.6%硅組成。
含鎂鍍層促進白鈉鎂礬(Simonkolleite-Zn(OH)8Cl2H2O)的生成,穩(wěn)定的白鈉鎂礬在鍍層表面形成一層薄膜,大大延緩了鋁和鋅合金鍍層的腐蝕反應(yīng),同時提高鍍層中的MgZn2、Mg2Si金屬間化合物,發(fā)揮優(yōu)秀的耐腐蝕性。當然Mg的含量越高,原板狀態(tài)下的耐腐蝕性就越高,但是Mg的增加會導致合金層硬度的增加。在切割時可能會引起鍍金層變硬、涂膜層裂紋。因為裂紋導致水分浸潤,反而會加重腐蝕。研究院研究,Mg的含量維持在1.6%的水平,產(chǎn)品耐腐蝕性和加工性會呈現(xiàn)狀態(tài)。

剛接柱腳設(shè)計
常見柱腳分埋入式、外包式、外露式。在住宅設(shè)計中多采用外露式,相比其它兩種方式,其現(xiàn)場安裝、定位方便。在設(shè)計時應(yīng)注意,柱腳的剛度是靠底板的彈性變形或塑性變形來實現(xiàn)的,這就意味著整個結(jié)構(gòu)變形包括鋼結(jié)構(gòu)本身變形及底板受拉變形后引起的整體變形,如在分析內(nèi)力時視外露式為剛性柱腳,設(shè)計中要考慮層間位移角限值要有一定的富裕,同時應(yīng)考慮底層鋼柱彎矩反彎點下移引起的柱頂彎矩增大。
根據(jù)節(jié)點設(shè)計要求,為保證罕遇地震時不發(fā)生柱腳節(jié)點先于鋼柱破壞,柱腳節(jié)點連接處的極限抗彎承載能力應(yīng)大于 1.2 倍鋼柱的全塑性受彎承載力(Wpnx·f)才可以,常見設(shè)計方法是根據(jù)柱腳反力來確定柱腳螺栓直徑、連接焊縫,這樣只能保證柱腳節(jié)點在多遇地震作用下具有一定強度而不破壞,而柱腳彎矩設(shè)計值所需截面抵抗模量一般小于鋼柱本身截面抵抗模量(Wx),以H628X260X10X14 工字鋼為例,1.2·Wpnx/Wx=1.36 倍,外露式很難保證這項設(shè)計要求。而采用其它兩種柱腳方式在轉(zhuǎn)遞鋼柱內(nèi)力時很容易滿足前項要求,設(shè)計中傳力明確、計算容易、構(gòu)造簡單、節(jié)省鋼材。
插入式柱腳構(gòu)造相比埋入式更簡單,大部分書籍認為可靠性不如埋入式,建議用于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房,不適合高層建筑鋼結(jié)構(gòu)。筆者認為在多層建筑鋼結(jié)構(gòu)可以采用,因為在許多工業(yè)項目中,單層廠房層高多在 10~30m,廠房內(nèi)設(shè)多臺吊車及大量檢修平臺,單柱荷載及地震作用往往大于普通住宅的情況,多層住宅柱腳在概念設(shè)計和計算設(shè)計都滿足規(guī)范要求的情況下,采用插入式是沒有問題的。新鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范也增加了插入式柱腳的設(shè)計和構(gòu)造規(guī)定。
樓板設(shè)計
樓板有預(yù)制樓板、現(xiàn)澆樓板、組合樓板、鋼筋桁架樓板、疊合樓板等。采用預(yù)制樓板時應(yīng)考慮預(yù)制板由于溫度變化、荷載分布等原因,造成樓板接縫處開裂形成的單側(cè)翼緣附加彎矩影響,即鋼梁平面內(nèi)整體抗彎應(yīng)力與翼緣平面外抗彎應(yīng)力雙向組合后要滿足折算應(yīng)力限值,有些項目將樓板擱置在下翼緣上尤其要注意這個問題。壓型鋼板組合樓蓋在鋼結(jié)構(gòu)住宅中應(yīng)用很多,整體分析時要考慮組合板的各向異性對框架梁的影響,包括根據(jù)樓板設(shè)置情況確定連續(xù)板或簡支板、傳力路徑是單向還是雙向、組合鋼梁是按強邊還是弱邊組合造成的剛度差異;樓板設(shè)計時要避免集中單向布置樓板,使結(jié)構(gòu)體系形成橫向或縱向承重,做到合理布置組合樓板,盡量形成雙向承重結(jié)構(gòu)。

梁柱剛性連接設(shè)計
梁柱間剛性連接計算可按常用設(shè)計法或全截面受彎設(shè)計法進行,當鋼梁翼緣的抗彎承載力大于整個截面承載力的 70%時,可采用常用設(shè)計法進行設(shè)計,小于 70%時,應(yīng)采用全截面抗彎設(shè)計法,在住宅設(shè)計中,鋼梁多屬于前者,常用設(shè)計法計算原則為翼緣和腹板分別承擔彎矩和剪力,普遍認為計算容易,結(jié)果偏于安全。事實上根據(jù)多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性連接節(jié)點的抗震設(shè)計和多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性節(jié)點的設(shè)計,不做任何處理的將鋼梁與鋼柱進行栓焊等強連接是很難達到強節(jié)點弱桿件的設(shè)計要求,對加強式節(jié)點設(shè)計有設(shè)計及構(gòu)造詳細說明,具體做法主要有三種方式:梁端翼緣加焊楔形蓋板、梁端底部加腋、犬骨式連接。通過筆者在實際應(yīng)用后認為,三者都存在增加施工難度的問題。第四種方式:梁端翼緣加寬方式,但在標準圖集中不作為主推形式介紹,當建筑對梁寬沒有要求的情況下,這種連接方式為實用、便捷。