鋼結構在土木工程中的應用研究

鄭 凱 軒

(鄭州工業(yè)應用技術學院，河南 鄭州 451100)

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鋼結構在土木工程中的應用研究

鄭 凱 軒

(鄭州工業(yè)應用技術學院，河南 鄭州 451100)

簡述了鋼結構的特點，分析了鋼結構運用于土木工程中的優(yōu)缺點，并從選材、防銹、安裝、保管等環(huán)節(jié)，探討了土木工程中鋼結構的施工技術要點，以切實提升鋼結構的工程質量。

鋼結構，土木工程，防銹措施，耐壓性

在社會經濟不斷發(fā)展過程中，我國建筑行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。土木工程作為建筑行業(yè)重要的形式，無論從規(guī)模還是數量上都不斷增加。鋼結構具有運用廣泛、鋼材性能良好、可塑性高等優(yōu)點，在土木工程中十分受歡迎。但是由于鋼結構自身的特點限制，在土木工程運用過程中，必須掌握施工及安裝要點，以保證工程整體的質量與安全。基于此，加強對鋼結構在土木工程中運用的研究具有十分現(xiàn)實的意義。

1 鋼結構特點

1)鋼材具有良好的性能。一般來說，鋼結構中所用的鋼材，一般是摻入了硅、鈦、錳等元素的合金材料。鋼結構具有較強的剛度與強度，具有顯著的抗拉及抗壓性能，防震效果顯著，能夠有效的提升建筑結構穩(wěn)定性。同時，由于鋼材的延展性以及韌性較強，能夠提升鋼結構整體的承壓能力，提升建筑結構整體的質量。

2)鋼結構耐壓性及韌性極強，加上本身重量較輕，在體育館、電影院、機場等傳統(tǒng)土木工程項目中得到廣泛的運用。對于大空間大跨度結構中，如果支撐的柱子較少，很難保證建筑整體的穩(wěn)定性，而如果支撐柱子過多，對平面空間布局又會造成極大的影響。但是鋼結構的運用，一般不需要太多的支撐柱子就能夠保證整體體系的穩(wěn)定。同時，在高新技術發(fā)展中，出現(xiàn)了越來越多的輕質鋼材，進一步減輕了鋼結構的自重，大大降低了對地基的要求，同時還能夠節(jié)約工程成本。

2 鋼結構在土木工程中運用的優(yōu)缺點分析

2.1 鋼結構在土木工程中運用的優(yōu)點

1)價格優(yōu)勢。在土木工程施工過程中，選擇鋼結構能夠節(jié)約更多的建材使用。與普通的鋼筋混凝土相比，鋼結構各個方面的性能都具有重要的優(yōu)勢，通過使用鋼結構能夠節(jié)約鋼筋混凝土材料，從而節(jié)約整體的工程造價，為建筑企業(yè)經濟效益提升做出巨大的貢獻。

2)提升建筑綜合性能。由于鋼結構在韌性、延展性、剛度以及強度方面具有明顯的優(yōu)勢，運用于土木工程中，能夠提升建筑整體的抗風性能、抗震能力等，保證建筑結構整體的穩(wěn)定性。

2.2 鋼結構在土木工程中運用的缺點

1)耐火性能差。鋼結構的建筑結構耐火性能較差，金屬材料在受到高溫后會出現(xiàn)融化變性問題，容易對原來的結構造成嚴重的破壞。我們熟知的911事件、雙子塔等，都是由于火災才導致建筑物的坍塌。這就是鋼結構在土木工程中運用的缺陷之一，火災情況下對鋼結構形成造成嚴重的影響，威脅建筑安全。

2)耐腐蝕性能較差。在土木工程運用過程中，有時候鋼結構需要長時間暴露在空氣中，如果缺少必要的防腐措施，難免會受到自然物質的腐蝕作用，就算一定保護，在長時間下也會出現(xiàn)氧化，對鋼結構穩(wěn)定性造成影響。

3)設計要求較高?，F(xiàn)對于鋼筋混凝土結構來說，鋼結構在運用過程中，設計過程更為復雜，需要經過繁雜的計算，在設計中容易出現(xiàn)錯誤，對其整體的運用效果造成影響。

4)鋼材價格不夠穩(wěn)定。根據對目前鋼材市場的分析，鋼材價格具有不穩(wěn)定的特點。另外，對于用于土木工程的鋼結構，在選擇鋼材中往往價格較高，在激烈的市場競爭下，建筑企業(yè)為了節(jié)約成本，有時候不得不放棄對鋼結構的使用，這也是鋼結構推廣受到限制的原因之一。

3 土木工程鋼結構施工與安裝要點

3.1 合理選材，提高焊接質量

現(xiàn)階段，建材市場中，鋼材包括型材、板材、管材以及金屬制品四大類型。在土木工程鋼結構中，一般以碳素鋼、低合金鋼為主。碳素鋼具有強度大、硬度強等優(yōu)勢，但是可塑性較差。在建筑工程建設過程中，鋼結構柱面主要是工字形、箱型截面，近年來十字形界面也不斷增多。而土木工程鋼結構梁柱一般焊接為H型階段。有時候根據建筑功能需要，也會焊接成復合型截面。鋼結構合理性以及質量在很大程度上決定了建筑整體的質量，因此，必須保證鋼結構焊接的質量，在焊接前，需要對相關焊接工藝進行詳細的研究，提高焊接施工的規(guī)范化，保證各個焊接參數的合理性。

3.2 采取有效的防銹措施

在鋼結構焊接完成后，為了避免鋼結構被銹蝕問題，保證鋼結構質量與功能發(fā)揮，需要采取涂抹油漆的方式防腐蝕。另外，為了保證涂抹的整體效果，首先需要對鋼結構進行必要的處理，對金屬表面進行清理，為鋼材做整體的除銹工作。在手工除銹過程中，應利用鋼絲刷進行反復的刷磨，之后利用紗布進行表面打磨，保證鋼結構表面光滑，最后清除表面的銹粉。磷化底漆涂刷是涂抹防銹漆的最后一道工序，在底漆涂刷完2 h后，可以涂刷其他面漆，在面漆涂刷過程中，應該采用多利多刷的局面，保證油漆不能發(fā)生流墜問題，保證面漆看起來飽滿均勻，且色澤光亮。在涂刷后應該全面檢查，避免發(fā)生漏刷等問題。通常來說，鋼結構面漆需要在兩道以上，厚度大約有70 μm。

3.3 合理的保管，保證安裝的科學性

為了提升鋼結構性能，在材料進入場地后，需要進行妥善的保管，有關人員必須提升對鋼材保管的重視。另外，如果發(fā)現(xiàn)鋼材在運輸過程中出現(xiàn)變形的問題，在鋼材投入使用前，必須進行矯正處理，對于矯正困難的鋼材，還需要及時的更換，避免對工程整體進度造成影響。對于鋼材保管地位選擇上，必須保證場地的科學性，而安裝場地必須在完成結構的1.5倍面積以上。

盡管鋼結構自身重量較輕，但是在安裝中，還需要使用機械設備，提升安裝的效率與質量。起重機是常用的鋼結構安裝輔助設備，選擇中應該根據工程實際情況，選擇起重能力相匹配的機械。對于安裝現(xiàn)場多個機械同時運行的問題，應該合理調度，避免發(fā)生碰撞，對結構的穩(wěn)定性以及現(xiàn)場的安全性造成威脅。

在社會發(fā)展中，建筑工程建設還必須考慮到生態(tài)環(huán)境保護問題，提倡綠色建筑理念。因此，無論是混凝土結構還是鋼結構工程施工，都應該考慮生態(tài)環(huán)境問題，不斷的引入綠色建設工藝，促進對新材料、新工藝、新設備的使用與推廣，為我國鋼結構工程發(fā)展奠定基礎。

4 結語

通過上述分析可知，鋼結構是土木工程結構中兩大結構體系之一，也是目前很多建筑工程廣泛運用的結構模式。其具有結構穩(wěn)定性強、抗震、抗壓性能強大等優(yōu)勢，但同樣存在成本高、耐火性差、耐腐蝕能力弱等缺點。對于一些鋼結構工程施工與安裝過程中，必須從選材開始，一直到材料堆放、涂刷油漆、焊接、安裝等各個方面加以重視，切實提升鋼結構質量，為建筑工程提供可靠保障，為推動我國建筑業(yè)整體發(fā)展做出巨大的貢獻。

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The application research of steel structure in civil engineering

Zheng Kaixuan

(ZhengzhouIndustrialApplicationTechnologyInstitute,Zhengzhou451100,China)

This paper briefly introduced the characteristics of steel structure, analyzed the advantages and disadvantages of steel structure used in civil engineering, and from the material selection, anti-corrosion, installation, storage and other aspects, discussed the construction technology key points of steel structure in civil engineering, in order to effectively improve the engineering quality of steel structure.

steel structure, civil engineering, anti-corrosion measure, pressure resistance

1009-6825(2017)09-0045-02

2017-01-16

鄭凱軒(1987- )，男，碩士，助教

TU391

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