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钢结构技术在土木工程施工中的应用

2020-07-16 366 上传者：管理员

摘要：近年来，钢结构的施工广泛应用，占据了大部分的建筑市场。主要分析土木工程施工中钢结构优势与钢结构施工中的应用问题，为我国建筑行业的钢结构施工技术奠定坚实的基础。

关键词：
土木工程
建筑结构
技术分析
钢结构
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随着经济的不断发展，建筑行业得到了快速的进步，目前我国建筑行业和发达国家之间依然存在一定差距，对土木工程钢结构施工而言，其技术水平也存在一定的差距，但在经济全球化发展的背景下，也为我国提供了较大的发展机遇，因此我国必须积极地借鉴先进的钢结构施工技术，对我国现如今的技术不断进行完善和更新，这样才可以使其在土木工程建设施工中得到更好的应用，通过对我国钢结构施工技术中的问题进行总结，采取有效的措施进行改进，避免问题进一步扩大，提高技术的整体应用情况，促进土木工程建设施工得以顺利进行。本文主要对土木工程施工过程中的钢结构技术进行分析，提出以下内容。

1、钢结构概述

1.1 钢结构分析

钢结构是通过钢材制作而成，目前这种结构已被广泛应用于一些建筑工程领域中，主要包括型钢和钢板所制作的梁钢和钢柱等，其中应用到一些除锈工艺，每个部位之间采用焊接和螺栓等形式进行相应的连接。

1.2 钢结构的特点

钢材普遍具有一定程度的强度，通过与以往的混凝土和木材对比，密度要比二者低，但其自身的强度则比二者高，因此在受到了相同大小压力的情况下，其中钢结构的承载面积较小，钢材的自身重量很轻，在运输中比较方便，同时安装十分快速，在建筑工程中对于跨度和高度等方面存在一定的适应程度。

此外，因为钢材的韧性较好，能承受一定的冲击力，可塑性良好，抗震性能优越，在实际使用中，其自身性能可以满足理论计算值的需要。与混凝土及木材相比，钢结构的构件可事先进行预制，在拼接过程中十分方便，构件的整体精度很高，生产效率很快，在应用的过程中可全面提高施工效率。钢制材料可满足绿色工程建设需要，几乎不会出现垃圾，且能重复应用。

2、土木工程施工中钢结构优势分析

2.1 存在较强的抗压性

在工程项目中，钢材构造包括了较多不同型号的钢筋，存在着比较强的坚韧程度及安全性，在现如今项目领域中应用较广泛，其坚韧程度是对原材料折裂前接受能力和可塑变形的重要指标，可抵抗缺口位置不稳定裂纹拓展。因为韧性是钢材的一个关键特点，通常情况下是在其表面打造以及装配、使用中所产生的最大变形。此外钢元件的坚韧程度能减少弯曲和切断的可能性，因此对于钢结构而言，必须具有足够的折裂韧度，并且能有效地承载建筑物。其中，抗折断的韧劲在热度方面比较敏感，会随温度降低而降低，因此在一些寒冷地区建设中，必须优先考虑坚韧度，通常低碳钢比高碳钢具有较低的坚韧度。

2.2 有效节约成本

在进行土木工程建设时，因为工程量较大，因此会消耗较多的材料，此时可采取空心钢支架和构件板体进行施工，为管道等供电线路提供相应的通道，这样不仅可满足下调楼层的层数需要，也可提高建筑物整体美观性。与钢材相同，钢制框架可应用到现今的混凝土构造中，在动工时，钢料作业工作人员要少于混凝土作业工作人员，与后者相比，其装配及打造的质量更加简便。此外与混凝土构造相比更加简单，但是需额外支出体系时需提高施工速度，与传统混凝土施工工艺相比，钢架结构的购买成本或保养成本都较低。

2.3 提高安全性

传统工程项目建设中，混凝土较易存在龟裂问题，导致其工程质量不合格，然而延性结构作为一种特殊的设计方式，在抗震中的特征是对参数进行改变，钢结构是应用最为普遍和最为坚韧的一种作业材料，通常情况下延性相关的设计要求具有足够的剖面和原料及结构，这种特性值的能力和要求需要与等级及曲率相匹配，虽然应变性较高，但由于元件应力稳定性较差，元件的曲率一般不足，所以可采用钢材提高土木工程的整体建设质量。

3、钢结构施工中的应用问题

3.1 施工中对钢结构技术的应用较为复杂

在土木工程进行建设时，因其自身涉及面比较广，因此将会受到较多不同因素的干扰和影响，如技术和现场等，这些因素的存在会对土木工程整体建设质量带来影响。同时由于钢结构的技术自身存在一定的复杂性，所以在应用的过程中必须要充分考虑，不仅要对钢结构的承载极限引起重视，还要检查其应用范围，否则会导致建筑质量受到严重影响。

3.2 钢结构技术应用存在安全隐患

通过和混凝土的施工对比，钢结构工程具有较大的改进和提升，但是现如今在实际施工时，依然面临着较大的安全危机。钢结构虽然比较坚固，但会随着温度的变化而变化，如果温度超过了200℃，那么钢结构将会变得可塑性较强，防护能力弱化，如果温度超过了600℃，钢结构甚至会出现较为明显的变形，这时建筑会十分危险，随时可能倒塌。在温度较高时，钢结构将会失去自身优势，导致建筑存在较大的安全隐患。

3.3 钢结构使用中存在较多不确定因素

因为钢结构的形态会随着温度变化而变化，外部环境对钢结构也存在着较大的影响，如果出现了问题，可能会导致事故发生，除此之外，土木工程建设中，所需要的材料一般是混凝土和钢结构的组合，因此需要根据准确和科学的设计方案进行实际施工，否则会导致工程建设出现安全问题。

4、钢结构技术的应用

4.1 选择合理材料

目前在建筑市场中，钢铁包括了型材和管材及钢制塑料制品，土木工程的钢结构制品中碳钢和低合金钢是最主要的类型，碳钢具有较高强度及硬度的优点，但是自身的可塑性相对较差。在实际进行动工的过程中，构造柱为工字形和箱形截面，特别是近几年来，十字形截面逐渐增多，同时钢梁和钢柱一般情况下都是在焊接阶段形成，有时根据构筑物实际功能条件将其焊接为复合界面。其中，合理性和质量则是影响建筑物质量的关键因素，因此在对钢结构进行焊接时，必须要充分保障焊接质量，在实际进行焊接前需要对焊接工艺做出科学分析，不断提高施工中的规范性，保障相关参数可以满足实际需要。

4.2 焊接技术分析

在进行电弧焊接中，电极不仅能传输焊接中的电流，也可作为填补材料进行炼化，从而直接转移到熔池之中，与基本的液态融合可形成焊缝，同时需要保证电焊条的外观不会出现焊芯剥落。焊接的过程中，金属属性需满足实际需要，焊缝金属力学性质一般情况下要达到相应的指标下限，所以需根据实际情况合理地选择原材料的抗拉强度，在进行一些高强度的焊接中，要对焊丝进行合理选择，由于木材熔化会带来一些问题，因此，通常选择抗张强度较低的焊丝。

此外，施工单位需要对所采用的钢铁焊接工艺和焊接原材料作出合理的评定，并且需要将其评定的报告作为焊接工艺选择的依据，在进行实际焊接时，要保证裂缝轮廓不会出现裂纹，同时焊接方面要引起足够的重视，不可存在咬边及欠焊等问题。除此之外，施工单位在实际施工过程中，需要对所选择的电焊钉子及钢铁焊接工艺做出科学的评判，最终评判结果应满足实际设计需要。焊条在进行焊接时，必须要保证其质量，焊条的卷材要平整，不可出现硬压和锈蚀等问题，焊盘最下面的焊丝数量不可小于焊接缝需要的数量，实际进行焊接中，保证焊机的各部件都能在正常的状态下工作，焊机电源必须要稳定供电，避免在实际进行焊接中出现停电或电压较大波动的现象，焊工必须取得相应的证书才可上岗。

4.3 除锈技术分析

在钢结构实际作业时，刷漆前选择的除锈方式主要是为机械进行抛光和喷砂及手动电磨等，如果钢材的外部存在较多的锈痕，则会导致钢基体出现一定的锈蚀问题。就算是钢臂的除锈比较干净，那么新的金属表面面积增加后会导致吸水量增加，由于环境腐蚀介质较大，会导致生锈的可能性变大。所以在这种情况之下，即使采用了相应的防锈漆，那么漆片也会在3个月甚至是半年时间内出现开裂，漆片上会出现一定的锈斑，无法达到预期的防锈效果。因此在进行实际防锈防腐时，关键的一项就是要保证金属表面不会连续生锈。

5、结束语

通过对上述内容进行分析研究得出，在建筑行业持续发展的过程中，钢结构已经成为了施工过程中的重要材料，但是因为钢结构自身存在一定特点，在应用过程中比较复杂，因此在实际施工中，工作人员必须做好全方位的准备工作，不仅需要做好施工计划方案，还需要对其进行明确的管理和分工，这样才能全面提高工程的质量。此外，建筑行业对于钢结构技术的应用水平不断提高，所以施工企业需要提高相应的资金投入力度，不断完善和更新其技术，做到趋利避害，在一定程度上促进建筑行业持续稳定的发展。

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