土木工程之刚结构的应用

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摘要：随着经济的发展，土木工程在社会活动中所占的比例日益重大，而钢结构作为一种使用广泛的建筑材料，在土木工程中被使用的越来越广泛。钢结构与钢筋混凝土在土木工程中的重要性是相同的，对于土木工程而言，不仅要考虑到施工的成本有效性及施工的效率，还要考虑到结构的特性，本文主要首先从土木工程中钢结构的特征来进行阐述，然后再针对土木工程中钢结构的不足来分析，最后就安装过程中的关键点来进行细致的论述。

关键词：土木工程 钢结构 应用

中图分类号：TU391文献标识码： A

土木工程在施工时，对钢结构的使用是一个非常关键的环节。一般是在结构方面会有钢结构和钢筋混凝土两种选择，然而在土木工程施工的过程之中，依据钢结构的结构特点，其使用也是比较广泛的。为了保证工程达到一个较高的技术水平，在钢结构的使用上要根据实际情况，针对工程特点对其进行分析，对于不同的工程要做出一个对应的调整，增加钢结构的强度，确保建筑的耐久性和安全性。同时也要保证施工人员的专业性和其他的外在因素，这样才能在工程顺利完成的同时，达到一个预期的效果。

1、土木工程中钢结构的特征

1.1、良好的韧性特征

在材料选择上，韧性是衡量材料在断裂前吸收能量和塑性变形的能力，钢结构的韧性通常受温度和外力的影响，韧性好的钢材可以承受较大的变形。在制作和安装的过程中，首先要保证其韧性要达到要求的标准，其次在安装上也要对其进行进一步的加工，比如弯曲、打孔、剪切。通常来说，钢结构在受力的情况下很少会发生变形，但是会受到温度的影响。钢的韧性会根据温度的降低而改变，所以，在设计的时候需要依据当地的气候情况来作为标准。

1.2、应变延性高

延性就是建筑材料在经过拉伸之后表现出的能力，那么刚的延性的好坏则表现在有无断裂塑性的变型能力。这种能力在正常生活中表现的不明显，主要是作为抗震的一项重要的参考依据。钢结构对于钢筋混凝土来说来这方面表现的尤为突出，我们研究发现，在震后存留的建筑物中，钢结构的延性都是比较好的，但是钢结构的延性也并不能决定建筑的整体延性，只是在现阶段使用的材料中是最好的，它的广泛应用就足以证明了这一点。

1.3、刚度优势比较明显

结构体系的刚度决定构件变形参数与震动，其实际刚度连接件与山构件的分布决定，简单的来说，材料弹性模量及几何截而的特性决定构件刚度。一般情况下，其结构钢的弹性模量为200Gpa。但普通密度抗压强度是在20-40 Gpa范围内的混凝上其弹性模量一般是在20-28 Gpa范围以内。

1.4、强度的优势

结构构件的承受容纳力取决于其材料的强度，从国家的相关规定来看，对钢结构可采用的材料进行了标记，建筑结构用钢一定要满足CSA标准CAN/CSA C40.20/C40.21或者ASTMstandardA992/A992M等相关标准的要求来进行，建筑结构所采用的数据是出自2006年的数据。

2、土木工程中钢结构的不足

2.1、市场环境有待完善

2.1.1、使用年限比较短

钢结构的一个致命的缺点就是使用年限比较短，然而混凝土结构最大的优势就是可以永久的使用，但通常钢结构的寿命仅仅只有5-10年，假如是住宅建筑采用钢结构，那么很多人就会放弃购买，这就影响了建筑物的销售，对此，我们必须要引起高度的重视。

2.1.2、价格较高

受多种因素的影响，当前，我国的钢结构生产一直未形成体系，所以说，其价格依旧是国民考虑的关键问题。

2.1.3、生产体系未形成

钢结构生产的优越性务必要进行大规模的生产才能体现出来，当前，我国钢结构质量标准、生产标准、价格标准都未成形，国家监管的力度也比较弱，使得开发人员与设计人员都很茫然。

2.1.4、设计复杂

建筑结构在设计的时候，要到充分的注意到其使用的范围，在设计较高承载力的时候就需要采用钢结构，要兼顾到不适合继续承载的巨大变形为结构设计的极限。其中钢结构的节点多，计算一定要精确而且还得尽量做到一次就位，因此钢结构的设计就更加的复杂化，图纸也会更多。

2.2、材料的不足

钢结构的刚度大于混凝土，但对于负载而确定的情况，钢结构的构件则小于与其对比的混凝土结构，主要是因为钢的强度使构件的尺寸较小。假如我们要想提高构件的稳定就需要增加钢的尺寸，使得其成本增加。且钢的腐蚀性与耐火性均有待提高，一旦温度超过所能承受的限度，就得需要采用隔热层来进行保护，其中重要的部位必须要做防火的处理。

3、施工与安装钢结构的关键

从整体情况来看，钢结构的施工流程十分复杂，而且建筑的要求也有一定差异，在细节安装上也存在一定差异，我们可以从以下几个方面看出。

3.1、钢结构的放置与安装地点的确认

一般情况下结构安装的用地面积是占地面积的1.5倍，按照安装顺序，从中转堆场配套送到现场的钢构件要采用装卸机械将其安置在安装机械的回转半径内。 进场的材料如果出现变形，在施工现场必须要进行矫正。一般安装钢结构采用德海塔式起重机，臂杆长度的覆盖面要足够，起重能力要相应足够，进而满足不同部位构件起吊要求。钢丝绳的容量也要满足起吊的要求，起吊速度的档次要与安装要求相符。

3.2、选材与连接的重点

一般我们可以将钢材分为板材、型材、金属制品及管材几类。一般的土木工程多采用普通低合金钢、优质碳素结构钢或者是普通碳素钢，相对而言，碳钢的塑形低，强度高" 在钢结构中柱子截面多为箱型截面或者宽翼缘“工”字形，也有“十”字形截面；梁则以焊接或者轧制的“H”形钢梁"。在安装前要进行焊接工艺试验，定出焊接的参数。

3.3、油漆工艺施工要点

3.3.1、面漆刷涂

面漆的刷涂是始终要遵循多理多刷的原则，力求油不坠不流且饱满均匀、色泽光亮。在涂刷的过程之中，要时刻检查，发现漏刷要及时的进行修补。通常的钢结构要刷两遍面漆，厚度达70微米。

3.3.2、磷化底漆的涂抹

磷化底漆是由底漆与磷化液而组成的，在完成磷化底漆的两个小时之后，就可以进行其他面漆的涂抹，通常是在24个小时之后就可以用清水或者毛刷进行来表面的处理，将磷化残留物清理干净，在干燥之后在其表面形成了一层灰褐色的磷化膜，就可以充分的满足磷化的目的。

3.3.3、涂防锈漆、刮腻子

在涂刷前务必要保证表面的干燥性，如果有水分要立即擦干，施涂始终要遵守到位、满、细的原则，与此同时还要注意的是，铆孔内不能有涂料涂入。在防锈漆干之后，用与之配套的腻子将表面刮平，可以在腻子中适当地加入厚漆或者红丹粉，增加其干硬性。腻子干燥后，进行打磨处理，假如其放置的时间过长，就得要重新涂刷一次。

3.3.4、处理基层

刷油漆前务必要将表面处理干净，然后再进行除锈处理，假如条件允许的情况下，可以采用机器处理。假如是采用手工的处理，就可以采用钢丝刷来进行刷打，然后再用砂布来进行打磨，使其表面平滑、光亮。

总之，现阶段，国家也在施工方面推出了一些积极、合理的使用钢结构的政策，有了这些政策，无论技术还是使用量都有了很大的提高，在土木工程中的使用也越来越广泛同时也成了我国土木建设不可或缺的一部分。我们在了解它的同时，也要积极努力的去探索，不断的更新技术，这样才能更好的保证工程的质量和社会经济效益。

参考文献：

[1]陈光耀.对土木工程中的钢结构应用情况的探讨[J].科技致富向导,2012,36:157+209.

[2]刘文锋.浅析土木工程施工中钢结构的使用[J].科技创业家,2013,02:21.