淺談土木建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用

周振華

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)是當(dāng)前我國土木建筑工程中常見的一種主要結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有著較大的差異，由于其自身在多方面特點，也使其在應(yīng)用中表現(xiàn)出了一系列的優(yōu)勢，尤其在高層建筑及超高層建筑的施工建設(shè)中更為適用。為加深大家的了解，本文就將針對當(dāng)前我國土木建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用展開分析與探討。

關(guān)鍵詞：土木建筑工程；鋼結(jié)構(gòu)；主要應(yīng)用

【分類號】：F284

隨著建筑技術(shù)水平的不斷提升，以及各類新型建筑工藝的運用，現(xiàn)代土木建筑工程在規(guī)模和外形上都已發(fā)生了很大的變化，不僅建筑的高度更高，且在建筑外形上也更趨向于復(fù)雜化，在這樣的情況下，如何能夠充分保障建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量與穩(wěn)定性，保障建筑施工及使用的安全就顯得愈加重要。鋼結(jié)構(gòu)作為一種主要適用于超高層、大跨度或不規(guī)則外形建筑的結(jié)構(gòu)形式，加強對其應(yīng)用的研究有著很大必要性。

一、鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的優(yōu)勢

1、自重輕，抗震性能好

鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不同，其主體選材以結(jié)構(gòu)強度較高的優(yōu)質(zhì)鋼材為主，很大程度上減少了混凝土的使用量，這也就有效的降低了結(jié)構(gòu)的自身重量，以塔樓為例，利用該結(jié)構(gòu)形式建設(shè)其在整體自重上可以較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式減輕約30%，這種情況下建筑所受到的地震作用相對得到了更好的控制，經(jīng)試驗分析得出，鋼結(jié)構(gòu)形式的合理應(yīng)用能夠減少超過10%的地震影響作用，這也能夠有效提高建筑的抗震性能，保障建筑的安全性。

2、施工便利，質(zhì)量穩(wěn)定

在施工方面，鋼結(jié)構(gòu)的施工幾乎不會受到外界天氣、溫度等條件的影響，且所選用的施工工藝簡單，更容易實現(xiàn)施工的規(guī)模化，同時，鋼構(gòu)件施工與混凝土構(gòu)件施工之間并沒有太大沖突，容易實現(xiàn)交叉作業(yè)，而且內(nèi)部施工也可以與外部裝修同步推進，這對于提高施工效率，減少不必要的時間浪費，以及保障施工進度都具有著良好的作用。此外，鋼結(jié)構(gòu)在材料的延展性、抗壓性及韌性等方面也要優(yōu)于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)，這也就更好的保障了其結(jié)構(gòu)質(zhì)量及整體穩(wěn)定性。

3、具有良好的可塑性

相較于混凝土材料而言，鋼材本身便具有著更好的可塑性，在一些相對跨度較大，且支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置受限的建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)顯然更為適用，不僅能夠保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也能夠增加建筑內(nèi)部空間，滿足人們對空間的實際使用需求。而從結(jié)構(gòu)造型的角度來看，混凝土結(jié)構(gòu)造型往往要受到多方面因素的限制，而鋼結(jié)構(gòu)良好的可塑性以及焊接施工的方式，都使得其能夠根據(jù)設(shè)計需要呈現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)樣式，并且不會造成成本的過度消耗。

4、環(huán)保節(jié)能

鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用能夠大大減少混凝土的使用量，據(jù)測算一般混合結(jié)構(gòu)中混凝土的使用量約為0.45m3/m2，而應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)能將混凝土的使用量減少到0.2m3/m2甚至更低的水平，這也有效地節(jié)約了工程建設(shè)中資源消耗量，一定程度上節(jié)約了施工成本，在能耗上也相對更低。另外，由于鋼結(jié)構(gòu)施工中減少混凝土拌制以及澆筑機械的作業(yè)量，且不需要過多消耗砂石等自然資源，所造成的揚塵等空氣污染也相對較少，對周邊居民生活的影響較小，加之施工所產(chǎn)生的鋼材廢料能夠有效的回收再利用，這也體現(xiàn)出了鋼結(jié)構(gòu)在環(huán)保方面的優(yōu)勢。

二、土木建筑中鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝

1、箱型柱安裝

箱型柱的安裝要遵循一定的步驟順序進行，即材料采購、加工、運輸、吊裝、連接的順序。在安裝施工過程中需要注意以下幾方面內(nèi)容：首先是防銹處理方面，應(yīng)先去掉鋼結(jié)構(gòu)表面原有的鐵銹、油污，再進行防銹油漆的涂刷。其次是吊裝方面，要按照一定的順序進行吊裝，通常為先由中心開始吊裝，之后再向四周拓展，并要充分保證安裝的對稱與穩(wěn)固性。最后是連接方面，為確保連接的質(zhì)量與施工的效率，一般會先采取臨時連接的方式，構(gòu)建起較為穩(wěn)定的單元框架，之后根據(jù)實際情況與設(shè)計需要進行合理的調(diào)整，確保達到最佳位置后，再進行焊接，并要做好焊接后的質(zhì)量檢測，確保箱型柱安裝的質(zhì)量。

2、鋼柱的制作與安裝

鋼柱的制作與安裝必須要以土木工程實際的層高及總高設(shè)計作為基礎(chǔ)依據(jù)，同時還要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)受力的特點，合理確定鋼柱的設(shè)計長度。在鋼柱制作的過程中，應(yīng)嚴格按照相關(guān)的規(guī)范標準的要求進行，要準確控制好制作的誤差，即使微小的誤差也可能導(dǎo)致建筑整體結(jié)構(gòu)受力性能發(fā)生變化，并且要嚴格規(guī)定每一鋼柱制作和安裝的位置，嚴禁互換使用，可以通過編號的促使明確進行區(qū)分，以保證安裝施工的質(zhì)量。

3、鋼梁安裝

鋼結(jié)構(gòu)建筑中的鋼梁主要包括主梁、次梁、外挑梁三種類型，其在安裝方面也各自有著自身的要點。主梁的安裝施工一般是采取捆綁串吊的方式，具體吊裝數(shù)量要根據(jù)實際的設(shè)計要求進行確定。次梁及外挑梁安裝一般可采取單根吊裝方式進行。

4、框架梁的設(shè)計與安裝

目前我國大多數(shù)高層或超高層土木建筑工程中的框架梁使用的都是H型鋼，在框架梁的設(shè)計與施工中要重點注意框架梁與鋼柱結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量，一般連接方式以鋼性連接為主。一般鋼結(jié)構(gòu)建筑中的鋼柱都為貫通型，在框架梁的上下翼緣處，在鋼柱內(nèi)應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋框架梁，并嚴格按照設(shè)計編號正確就位。對于梁柱連接的節(jié)點位置也要加強重視，應(yīng)確保其延性良好，并且連接質(zhì)量滿足工程要求，一般會在制造時，與框架梁所在位置設(shè)置懸臂梁。在翻樣下料和焊接施工中嚴格控制好施工的精度，主要對下料長度的準確把握，避免其超出設(shè)計長度，并要將焊接過程中產(chǎn)生的收縮變形考慮在內(nèi)，可通過實驗測算出其變形量與變形規(guī)律，保證下料長度控制的有效性?？蚣芰荷舷乱砭壍倪B接，可采用高強螺栓連接或焊接連接。焊接連接的方式，多是選用帶襯板的全熔透焊技術(shù)進行施工。

三、土木建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

1、鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)交底

為確保鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量與效率，在施工前必須要做好技術(shù)交底工作，主管領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)組織所有施工參與人員，將施工條件、工程概況、施工范圍、圖紙設(shè)計思路、施工重點、技術(shù)要點、質(zhì)量控制要求、進度要求、驗收標準、相關(guān)管理制度以及注意事項等細致全面的交代下去，確保每一位參與施工的人員充分了解工程建設(shè)施工各方面的細節(jié)與要求，并最大限度的控制施工安全隱患的發(fā)生，保障施工的安全性與質(zhì)量。

2、建筑鋼結(jié)構(gòu)的連接

鋼結(jié)構(gòu)建筑所要應(yīng)用到的鋼構(gòu)件相對較多，在保證構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量的前提條件下，還必須要保證鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高質(zhì)量連接，使其裝配成工程需要的結(jié)構(gòu)整體，因此，如何保證構(gòu)件連接的質(zhì)量與準確性就顯得尤為重要。一般鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接會采取以下三種方法，即鉚接、焊接、螺栓連接，其中鉚接在早期施工中的應(yīng)用較為普遍，但由于其連接后節(jié)點處會承受較大的作用力影響，這也就容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性不足；相對而言焊接方法在保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面則有更好的表現(xiàn)，這主要是由于焊接連接的構(gòu)件在受力的連續(xù)性上相對更好，但這一方法對施工作業(yè)有著較高的要求，應(yīng)用上也會受到一定的限制。目前應(yīng)用最為普遍的是螺栓連接法，利用高強度螺栓能夠達到相對較好的連接效果，并且也能夠保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性與強度。

結(jié)論：本文首先對鋼結(jié)構(gòu)在土木建筑工程中的應(yīng)用優(yōu)勢進行了闡述，之后從土木建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝以及鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)兩個方面分別進行了分析，在現(xiàn)代高層建筑數(shù)量不斷增加的形勢下，加強對鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的研究也顯現(xiàn)出了重要的意義，希望通過本文能夠為我國現(xiàn)代建筑技術(shù)的發(fā)展提供一定的參考。

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