论土木工程中的钢结构施工技术

施工技术

论土木工程中的钢结构施工技术

章荣荣

江苏苏科建设项目管理有限公司，江苏 常州 213022

摘要：在中国钢产量突飞猛进的时代，国家也同时推出了合理利用钢材、积极采用钢结构的政策，钢结构行业在我国取得了很大的发展，钢结构已广泛应用于土木工程,如住宅建设、桥梁建设、特别是建造高层建筑,大跨度、大悬臂结构、工业厂房、钢结构越来越成为不可或缺重要组成部分。 关键词：土木工程；钢结构；施工技术 中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)61-0217-01

1 土木工程中的钢结构选择

1.1 强度选择

钢结构在土木工程中的应用是有效减少材料使用，减轻工程结构自身重量，减小地基的尺寸的重要措施，往往钢的自身强度有在很大程度上决定了工程结构部件的承受能力，在过去的几十年里，土木工程用钢的强度也在发生相应的变化，以前可以根据相关国家标准进行选择可使用材料，目前加拿大对于土木工程中的钢结构又定出了七个钢种和八个强度级别的钢材料，如果在一项特定的土木工程项目中，我们需要特定的建筑结构用钢，那么对钢种以及钢强度的选择就尤为重要了。

1.2 刚度

在一个工程项目中，我们要考虑到工程结构振动、变形等适用性参数。而在此处起着决定性作用的就是构件的刚度，什么决定刚度呢？是材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定的，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而普通密度抗压强度在20-40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20-28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40-45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显著的优势。

1.3 延性

钢在拉伸过程中没有断裂的变形能力即为钢的延性，在项目工程结构设计，尤其是抗震设计中不可或缺的特性参数。钢结构完全可以算是当下使用率最高、延性相对较好的工程材料之一。需要注意的是，钢本身的延性并等同于建筑结构内部的延性，所以对这一要点充分了解以后，我们就能够采取一些相应的措施来弥补这一缺陷。虽然钢结构的延性较好，应变延性也相对较高，但是由于钢材受弯构件的受力不够稳定，所以同时又有一定的限制，在工程建设中如何选择，还需要根据实际情况作出精准分析以后再做定夺。

1.4 韧性

韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。这相对于一个土木工程项目选择混凝土结构有着明显的优势。

2 钢结构的缺点 2.1 材料缺点

尽管钢结构的刚度要远远大于混凝土，但是对于一个给定的负载，钢结构的构件截面刚度则要小于与其对比的混凝土结构，这主要是因为钢的强度优势导致其构件的尺寸相对较小。因此要提高这些构件的稳定性，就要增加型钢的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的刚度。并且钢材的耐火性和耐腐蚀性都相对有欠缺。钢材长期受到100度的辐射热时强度的变化不大，表现出一定的耐热性能，但当温度达到150度时，就要采用隔热层进行保护，并且重要部位的钢结构一定要涂刷防火涂料。

2.2 市场环境

2.2.1 设计力量较薄弱

在设计建筑结构时要注意结构的功能要求是不是属于钢结构合理的应用范围。通常在设计较高承载力需要使用钢结构时，要考虑用不适合继续承载的巨大变形为结构设计的极限状态为准则。钢结构有很多节点，要对每个螺丝、垫板

以及焊缝进行精确的计算，而且每个专业要一次性到位，所以钢结构的设计要比混凝土结构的设计更复杂，并且图纸也远远多于混凝土结构。

2.2.2 钢结构生产未形成体系

只有在大规模生产的情况下才可以体现出钢结构的优越性。并且目前钢结构的生产标准、价格标准以及质量标准都没有统一，国家标准以及监管机制方面也都有一定的欠缺，因此很多设计师以及开发商都相对比较茫然。

2.2.3 价格问题

由于钢结构的生产未形成体系，因此钢结构的价格比较高。虽然钢产量近年有大幅度的提高，但是人均产量仍然相对较低，钢材仍是我国国民经济中比较贵重的材料，而混凝土的价格优势就体现出来了。

3 钢结构施工要点 3.1 选材与连接

一般来说钢铁在材料的选择上比较广泛，主要包括金属制品、板材、管材以及型材四类。而在一般的土木工程中，运用较为广泛的是最普通的碳素结构钢，这类钢特点鲜明，它在塑性方面不具备优势，因为其塑性低，但是在硬度和强度方面却极具优势，它具有非常高的强度，所以在一般的土木工程中受到了大多施工队伍的认可。在一般的钢结构之中，柱子的截面一般都是“工”字形，有时候也会采用“十”字形。在焊接梁的时候则采用“H”型钢梁，具体采用什么字形一般都要根据实际施工特点来看。在焊接之前，应该先确定焊接的工艺选择，然而再确定焊接的各项参数，再这两步骤做完之后，才能开始焊接操作。

3.2 油漆工艺

在涂漆之前，首先要做好清理工作。具体的操作是要将金属的表层尽量的清理干净，等清理完毕之后，再对其除锈。在除锈的时候可以使用精砂布进行表层的打磨，它的作用在于可以使得金属在短时间内让变得更加的光亮，并且它可以有效的除掉表层的锈迹，让金属恢复以往的光滑。再对表层打磨完之后，就可以用一般的棉布清理掉打磨出来的污垢，这样可以让金属看起来更加的干净。在涂漆的时候应该确保金属是干燥的，在涂漆的过程中要保证涂抹时候是均匀的、完整的，不能够有任何的遗漏。涂漆完毕之后，等到其表层干燥后，就可以采用腻子将其表层的缺陷除掉。最后需要再将表层打磨平整，保持它的干净和整洁。

4 结语

近年来，国内的钢结构都取得了非常不错的发展，在未来有着非常大的使用空间。不过钢结构施工技术的发展还需要有下面两个方面的支持，具体为：（1）扩大钢结构建筑的推广力度。当前，国内建筑行业钢筋混凝土结构建筑和钢结构建筑之间存在着很大的竞争，在国外的建筑领域中，50%以上的房屋均使用钢结构进行建筑，而在国内钢结构建筑只有不到6%的使用率。（2）缺乏政府的支持和扶持。当前钢结构发展没有得到国家的扶持，只有国家在经费等方面给予支持，才可以促进国内钢材的使用量。

参考文献

[1]闫万民.论钢结构建筑的防火保护措施及工程质量控制[J].科技咨询导报，2007（12）.

2015年61期 217