浅析医疗建筑钢结构的维护和保养

范林华 程坤

重庆西南医院

浅析医疗建筑钢结构的维护和保养

范林华 程坤

重庆西南医院

钢结构体系结构质量轻，施工周期快，在医疗建筑中已广泛应用。但医疗单位在维护管理过程中，存在重视程度不高、专业人员匮乏、维护经验不足、管理经费不够等因素，造成钢结构的后期维护保养不到位，影响建筑的使用寿命，存在建筑安全隐患。本文通过现场工程数据分析，结合医院实际现状，分析破坏原因，提出优化方案，改进医疗单位的钢结构维护工作。

医疗建筑；钢结构；涂层防腐；维护优化措施

1 前言

近年来，钢结构建筑在我国建筑工程领域被广泛采用。钢结构建筑和混凝土结构建筑相比，具有构件尺寸精确、结构尺寸小、大跨度和大空间布局、施工速度快等特点。非常适合医院在大厅、挂号、等待等大跨度、大空间区域，以及手术室、设备机房等精度要求高、管线敷设复杂区域的使用。但钢结构的耐腐蚀性较差，容易生锈，需要加强后期维护。医疗单位由于是非建筑专业单位，对于钢结构建筑后期的维护管理，还存在重视、人员、检测等方面的不足。研究和探讨钢结构的维护和保养，制定切实可行、有效的维护制度和措施，能够有效提高钢结构建筑的使用寿命和耐久性，保障建筑物的使用安全，具有非常大的社会和经济价值。

2 工程实际案例

重庆市位于我国西南部，气候温和，属亚热带季风性湿润气候，年平均气候在18℃左右，冬季最低气温平均在6-8℃，夏季最高气温均在35度以上。日照总时数1000－1200小时，常年降雨量1000－1450毫米，平均雾日104天，素有“雾都”之称。重庆市某大型三甲医院，多栋医疗建筑采用钢结构，大到房屋主体，小到门厅雨棚，应用十分广泛。该院于2015年对医院钢结构进行了全面检测，根据检测情况，从环境气候、结构设计形式、日常维护措施、维护组织制度等多方面分析比较，提出了维护的优化方案。具体如下：

2.1 某建筑室外雨棚

2.1.1 建筑概况

(1)环境：该雨棚位于该院某建筑的西大门，大门为建筑的主要出入口，人流量非常大，雨棚的使用环境为室外环境。室外无液相腐蚀、固相腐蚀厂房结构的影响；无冻融影响；雨棚所处地理位置无地址灾害影响。

(2)工程设计：该雨棚于2002年竣工投入使用，采用钢矩管作为结构构件，拉力支撑体系，支座采用高强度锚栓锚固在混凝土结构梁上，矩管与支座采用栓接，矩管之间焊接连接，矩管和支座涂刷防腐防火涂层。

(3)维护措施：该院组织后勤职能部门定期进行人工检查，于每年12月份人工除锈，并重新涂刷防锈漆，10年由专业单位进行一次专业检测。

(4)使用历史：使用过程中，无超载作用、灾害作用等造成结构附加内力和损伤等造成结构附件内力和损伤，未进行用途变更与改扩建；未进行维修、加固。

2.1.2 检测结果

采用钢卷尺、游标卡尺、涂层厚度仪对构件尺寸、构件表观质量、构件防腐涂层厚度、焊缝质量进行抽样检查，检查结果如下：

(1)抽样钢矩管构件尺寸、截面尺寸无明显形变；

(2)抽样钢矩管表层锈蚀严重，深度分别为2.3mm、5.0mm、3.7mm、4.2mm。

(3)抽样钢矩管与支座栓接异常，节点螺栓松动，钢矩管与钢矩管之间焊接节点部位出现裂纹、变形现象

2.1.3 破坏原因

(1)钢矩管表面防腐涂层破损，导致钢矩管锈蚀，重新涂刷防腐涂层过程中，除锈未能除净，导致效果不佳。

(2)支座螺栓由于雨棚散水放坡不够的原因，大雨时有大量雨水侵蚀支座，导致螺栓松动，影响结构安全。

2.2 游泳馆屋盖

2.2.1 建筑概况

(1)环境：游泳馆为恒温游泳池，空气中水分含量高，且含有大量腐蚀性的气体，如氯气等。游泳馆屋盖的使用环境为室外环境，室外无液相腐蚀、固相腐蚀厂房结构的影响；无冻融影响；屋盖所处地理位置无地址灾害影响。

(2)工程设计：项目于2004年竣工投入使用，屋面钢结构采用混凝土支撑结构，大跨度主梁（工字钢），主檩条（矩形钢管）、次檩条（矩形钢管），钢化玻璃屋面。主梁、主檩条、次檩条涂刷防腐防火涂层，游泳馆采用屋面设置5个通风口。

(3)维护措施：该院组织后勤职能部门定期进行人工检查，于每年12月份人工除锈，并重新涂刷防锈漆，10年由专业单位进行一次专业检测。

(4)使用历史：使用过程中，无超载作用、灾害作用等造成结构附加内力和损伤等造成结构附件内力和损伤，未进行用途变更与改扩建；未进行维修、加固。

2.2.2 检测结果

采用钢卷尺、游标卡尺、涂层厚度仪、金属超声波探伤仪对构件尺寸、构件表观质量、构件防腐涂层厚度、焊缝质量进行抽样检查，检查结果如下：

(1)抽样工字钢、主檩、次檩尺寸、截面尺寸无明显形变；

(2)抽样工字钢部分表面涂层少许脱落；抽样主檩条、次檩条部分表面涂层少许脱落，见锈迹，出现锈蚀现象。

(3)主梁钢翼缘与腹板连接焊缝合格，主梁与主檩、次檩连接焊缝出现锈蚀；

(4)锈蚀焊缝主要集中在出风口，离风口越近，锈蚀深度越大。

2.2.4 破坏原因

(1)主檩条、次檩条表面防腐涂层破损，导致钢矩管锈蚀，重新涂刷防腐涂层过程中，除锈未能除净，导致效果不佳。

(2)由于室内空气水分含量高、腐蚀性氯气通过通风口进出，锈蚀焊缝和构件，越靠近通风口，空气流通越快，构件接触越快，锈蚀越严重。

2.3 高压氧仓屋盖

2.3.1建筑概况

(1)环境：高压氧仓屋盖的使用环境为室外环境，室外无液相腐蚀、固相腐蚀厂房结构的影响；无冻融影响；屋盖所处地理位置无地址灾害影响。

(2)工程设计：项目于2002年竣工投入使用，屋面钢结构采用混凝土支撑结构，采用圆形钢管和穿心球作为挑梁、支撑间连接方式，圆形钢管和穿心球采用热喷铝（锌）复合涂层防腐。

(3)后期维护措施：该院组织后勤职能部门定期进行人工检查，于每年12月份人工除锈，并重新涂刷防锈漆，10年由专业单位进行一次专业检测。

2.3.2 检测结果

采用钢卷尺、游标卡尺对构件尺寸、构件表观质量、进行抽样检查，检查结果如下：

(1)抽样构件尺寸、截面尺寸无明显形变；

(2)抽样钢结构构件表面质量完好，未见麻点、划痕等不良现象，端边或断口处无分层或夹渣。

(3)穿心球球与杆件焊接节点无异常。

2.4 分析

2.4.1 钢结构破坏常见原因及处理措施：

（1）钢结构荷载超过设计值。

（2）钢构件遭到人为破坏，如重击，敲打，引起形变。

（3）钢构件随意进行施焊等引起钢结构内部应力变化，造成破坏。

（4）钢结构腐蚀。

2.4.2 根据三个案例的检测结果分析：

（1）均未发生由于超载、人为破坏、应力变化引起的破坏

（2）环境因素：空气湿度高，直接接触到雨水的结构，腐蚀快于室内，空气湿度小的钢结构，应该缩短维护周期，增加检测和维护的频率。

（3）维护频率高的结构，效果优于维护频率低的。

（4）室内钢结构采用涂层法基本可以满足防腐要求。

（5）涂层维护施工质量对防腐效果影响非常大。

（6）涂层与钢材表面产生铁锈，隐藏在涂层内部，日常检测需要专业性检测。

（7）同一结构，不同位置破坏程度也不一样，抽样检测时，抽样应当根据结构形式、环境分析和取样。

3 优化维护方案

3.1 组织管理措施

(1)加强对钢结构的维护工作的重视，了解钢结构后期维护对建筑寿命的提升作用和产生的巨大经济效益。

(2)由基建部门组织专业人士负责钢结构维护，制定维护工作指导手册。

(3)专人负责对单位的建筑物钢结构定期检查，做好记录、统计成册，并根据检查情况，及时维护并对维护情况进行实时的跟踪。

(4)根据检查记录，定期邀请专业机构进行全面检测。

(5)涉及钢结构的施工行为，须由具备资质的设计单位进行设计，杜绝随意更改结构形式，损伤钢构件，和构件随意施焊等破坏钢结构的行为。

3.2 技术措施

根据检查记录和分析结果，目前对于人流量大，使用频繁、结构形式多样化，保养经费少的医疗建筑，比较适合采用涂层法进行防腐。施工要点如下：

3.2.1 对钢结构防腐旧涂层的状态进行了解和评定

(1)了解钢结构防腐旧涂层的构成。

(2)评定旧涂层表面的玷污、粉化、开裂、起泡、脱落、生锈、附着强度等。

3.2.2 根据所评定的旧涂层状态，确定维修涂装措施

(1)钢结构防腐旧涂层完整，仅有轻微褪化，但是没有锈蚀。如果因为装饰的原因而准备重涂，只要清洁表面。如有必要的话进行拉毛，然后重涂1～2道面漆；如果不想重涂，只要清洗表面即可，这样可以清除掉烟灰、盐分以及其他助长锈蚀的杂质。

(2)钢结构防腐旧涂层明显的有老化现象，粉化或者露出前道涂层，但是没有锈蚀。采用清洁表面，涂上底漆，1～2道面漆，可以延长涂层的保护寿命。

(3)钢结构防腐旧涂层有起泡或针点锈，级别小于8%的损伤面积时。如果涂膜除了损伤处，其它地方完整，涂膜足够，只要对生锈、起泡、开裂和脱落处进行表面处理后，从底漆到面漆修补至足够膜厚即可。如果其它涂膜减薄不够厚度，清理后修补，然后涂一道打底中间漆，再涂1～2道面漆。

(4)钢结构防腐旧涂层显示了锈蚀和其损伤达到或超过Re5，用合适的方法除去所有旧涂层和锈蚀物，重涂全新的涂层系统。

3.2.3 选择合适的防腐涂料

对于上述(1)(2)(3)这三种情况，由于旧涂层仍然存在，选择维修防腐涂料品种时必须考虑与旧涂层的相容性。此时，在选择维修油漆前，进行重涂试验以确保兼容性则非常必要。

对于上述(2)(3)情况下，局部涂层损坏或生锈部位，通常难以采用喷射清理达到Sa2.5的除锈程度。因而，选择低表面处理功能的底漆则更适合。

对于上述(4)种情况，可参照ISO12944-5，根据腐蚀环境级别和耐久性要求选择防腐涂料和涂层体系。

3.2.4 确定表面处理要求和方法

维修涂装的表面处理要求根据底材类型、部位、面积大小以及涂层体系来决定。通常至少包括以下工作内容：

(1)清除旧涂层表面油污、灰尘、盐份等一切污物。对于油污，可采用溶剂清洗。灰尘和盐份，采用高压清洁淡水冲洗是高效的。

(2)去除松动的旧漆层，可以采用铲刀去除，或者采用钢丝刷或动力工具打磨去除，完好的旧涂膜边缘打磨光顺。

(3)已生锈部位，宜采用钢丝刷或动力工具打磨处理达到至少St2级（采用低表面处理涂料时）或St3级（采用其它涂料时）。

(4)旧的完好热固性涂膜最好进行表面轻微砂磨，以获得良好的附着力。

3.2.5 制订检验和质量控制措施

维修涂层要达到所计划的防腐蚀寿命，质量检验与控制也至关重要，至少控制好以下关键点：

①表面处理质量；②涂装时的环境条件；③防腐涂料涂膜厚度；④表面外观和附着力检验。

3.3 经济措施

(1)医院安排专项资金用于院内各处钢结构的检测、维护；

(2)后勤职能部门应购置简单常用的检测设备，如游标卡尺，钢卷尺，分发院内检测和维护人员；

(3)加强维护人员关于检测技术、检测方法和维护施工方法的培训和考核。

[1]《工业建筑防腐蚀设计规范》GB500046.

[2]《涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装等级》GB8923.

[3]建筑防腐蚀工程施工及验收规范（GB50212-2002）.北京:中国计划出版社,2003.