關于土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究

汪曉燕

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，一方面對于高層建筑的需求也越來越大，而另一方面也對高層建筑的施工質(zhì)量提出了更為嚴苛的要求。而傳統(tǒng)土木工程中所使用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，無論是在承重能力還是實用性能等方面都無法滿足當前的社會需求，這就使得加快對鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究與應用顯得十分迫切。本文以土木工程中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究為例，通過一系列的分析和比對，既闡明了鋼結(jié)構(gòu)所具備的巨大優(yōu)勢，又對其中的重點環(huán)節(jié)進行了簡要論述。

關鍵詞：土木工程;鋼結(jié)構(gòu);技術(shù)研究

1.土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)的特點

1.1 強度方面

建筑材料的強度參數(shù)是否達標，不僅會直接決定土木工程的承重能力，也會對整個工程的容納效應產(chǎn)生重要影響。目前我國已經(jīng)制定了詳細的質(zhì)量標準以及完整的檢測體系，其中對于鋼結(jié)構(gòu)的強度做出了如下規(guī)定，即鋼結(jié)構(gòu)應滿足CAN/CSAG40.20/C40.21的標準。

1.2 剛度方面

土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的剛度分析大致可分為以下三個方面，其一，構(gòu)件的剛度會直接決定振動等參數(shù)指標的測量結(jié)果，而鋼結(jié)構(gòu)所使用的鋼材基本上分為碳素鋼與合金鋼兩大類，兩者的剛度均符合國家的相關標準。其二，構(gòu)件以及連接件的組成情況會影響整個結(jié)構(gòu)的剛性。因而在鋼結(jié)構(gòu)的設計過程中，要根據(jù)實際情況進行適度的調(diào)整與修正。其三，連接件的剛度大多由材質(zhì)的變形階段系數(shù)決定，而鋼材的變形階段系數(shù)一般是200GPa，完成能夠達到良好的承重效果。

1.3 延性方面

當對建筑物的延性進行探究時，需首先明確建筑物的整體延性主要由建筑材料所決定這一概念，而通過對當前主流建筑材料的對比可以發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)的延性要遠遠優(yōu)于其他材料。因此若能將鋼結(jié)構(gòu)廣泛應用于地震多發(fā)地區(qū)，則能在有效提升建筑物抗震性能的同時，也可以大量減少人員及財產(chǎn)損失。與此同時，在具體的施工過程中，還應依據(jù)材料特性進行有針對性的結(jié)構(gòu)調(diào)整，通過科學合理的設計在最大程度發(fā)揮材質(zhì)優(yōu)勢的同時，也能夠延長工程的使用壽命。

1.4 安全性方面

通過對相關實驗結(jié)果的分析可以看到，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雖然整體造價成本較低且能夠滿足一些建筑工程的基本需求，但在其建筑材料的加工過程中，極易受到自然環(huán)境等多方因素的影響，加之承建單位在施工水平等方面存在著較大差異，因而也就難以保證土木工程的安全性。而鋼結(jié)構(gòu)由于其在強度、硬度以及延展性等方面都具有著明顯優(yōu)勢，即使在施工過程中發(fā)生意外情況，也能夠給予施工單位充足的時間去進行調(diào)整與改進，從而既降低了施工風險又保證了最終的建筑質(zhì)量。

1.5 環(huán)保性方面

目前所使用的混凝土，大多采用砂石為主要原料，加以水泥攪拌而成。而土木工程的體量往往十分龐大，若采用混凝土結(jié)構(gòu)則需要消耗大量原料，隨之而來的便是對自然資源的過度開發(fā)，這樣不僅會使原料開采地出現(xiàn)水土流失等情況，更會對整體環(huán)境造成破壞。而在鋼結(jié)構(gòu)的搭建過程中，幾乎很少消耗水土砂石等自然資源，并且還可以對剩余鋼材進行二次回收，這樣一來不僅降低了建筑成本，也符合了當前時代對于建筑行業(yè)所提出的環(huán)保新要求。

1.6 經(jīng)濟性方面

經(jīng)過了幾十年的積累與發(fā)展，目前我國不僅在鋼產(chǎn)量等硬性指標上穩(wěn)居世界前列，更形成了包括生產(chǎn)加工、分段組裝以及質(zhì)量檢測在內(nèi)的一整套完整體系，這也就為我國建筑行業(yè)由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)向鋼結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)變提供了充足的物質(zhì)基礎和先進的技術(shù)保障。與此同時，從市場經(jīng)濟的角度出發(fā)，相關實驗證明，當建筑物的載荷相同時，若選用鋼結(jié)構(gòu)一方面能夠有效減少構(gòu)件總量，而另一方面隨著技術(shù)的不斷進步，其整體成本也會隨之降低。

2.土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)的要點

2.1 鋼柱的安裝技術(shù)

鋼柱作為鋼結(jié)構(gòu)中的基礎設施，其安裝流程是否規(guī)范將會對整體結(jié)構(gòu)的承重性能產(chǎn)生極大影響，具體來說需在以下幾個方面多加注意。其一，在標高觀察點的設置中，需以牛腿支撐面為基準，若無牛腿柱則應以桁架的最后一個安裝孔為基準。其二，在進行多柱節(jié)的安裝時，應先行組裝再進行整體吊裝。其三，當鋼柱的吊裝完成后，需根據(jù)實際情況進行適度調(diào)整并將誤差控制在合理范圍之內(nèi)。其四，若構(gòu)件的長細比較大，為確保其堅固可靠，需進行特殊的補強處理。例如，在安裝梯形屋架下旋桿的過程中，若需在水平上進行調(diào)整，則應在側(cè)方向進行適度的抗壓補強。

2.2 吊車梁的安裝技術(shù)

吊車梁作為支撐橋式起重機運行的梁結(jié)構(gòu)，雖然在形式上有著懸掛式、巖錨式以及巖臺式等多種類型，但在其安裝過程中都需要在流程以及細節(jié)上多加注意，具體來講可分為以下幾點。其一，吊車梁的安裝時間應為第一次柱間安裝校準之后，并從有支撐的跨間開始。其二，在安裝結(jié)束后需對在各個節(jié)點對吊車梁采取臨時性的加固處理。其三，在屋間系統(tǒng)構(gòu)建安裝完成后需對吊車梁進行校準并控制誤差。其四，在常規(guī)情況下，可通過調(diào)位螺母對吊車梁標高進行校準，若情況特殊，也可在吊車梁與牛腿柱之間增設墊板來進行輔助。其五，吊車梁與輔助性桁架應在組裝完成后進行整體吊裝，并將彎曲度、扭曲度以及垂直度控制在合理范圍內(nèi)。

2.3 油漆施工技術(shù)

在對鋼結(jié)構(gòu)進行油漆施工時，需嚴格遵循以下步驟。首先，完成鋼結(jié)構(gòu)的基層處理。先使用鋼刷祛除鋼結(jié)構(gòu)表層的金屬顆粒，再用細紗布與棉布進行反復打磨，使表層變得變得光滑細膩。若出現(xiàn)較為嚴重的生銹及腐蝕情況，則需借助砂輪機等設備。其次，進行防銹漆的涂抹。需在保證鋼結(jié)構(gòu)表層干燥的情況下進行，并在刷漆過程中避免油漆滲入到鉚孔之中。在第一遍完成后，需用摻有鉛油的膩子進行二次涂抹。再次，進行磷化底漆的涂抹。需與防銹漆的涂抹間隔兩個小時以上，并在涂抹完成后用刷子祛除表層殘留的磷化物。最后，完成面漆的涂抹。應盡量增加涂抹的層數(shù)，并將厚度至少保持在70微米以上，如此才能夠達到應有的保護效果。

3.土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應用探究

3.1 建筑材料的管理

合規(guī)達標的建筑材料是土木工程得以順利開展的基礎保障，在對建筑材料進行管理時可分為選材與保管兩個方面。在進行材料的選擇時，一定要安排專業(yè)人員進行質(zhì)量檢測與入庫驗收。例如，應選用以Q235碳素鋼以及I6Mn合金鋼為代表的優(yōu)質(zhì)鋼材，其無論是機械性能還是加工性能上都能達到鋼結(jié)構(gòu)的施工要求;螺栓則應選擇8.8s或是10.9s的高強度螺栓，以保證整體結(jié)構(gòu)的扎實穩(wěn)固。而在對材料進行保管時，一方面需要保證存放場所的開闊平整，并按照順序進行材料的堆放以免出現(xiàn)擠壓變形。而另一方面也要做好相應的排水防雨措施，以防止出現(xiàn)積水現(xiàn)象。除此之外，還應建立切實可行的管理制度，在明確負責人的同時，也便于各部門之間的協(xié)調(diào)調(diào)度。

3.2 焊接的注意事項

在進行焊接加工時，首當其沖的便是要對焊接流程加以規(guī)范，首先應對焊梁的下翼緣進行焊接，并需保持焊道的平行對齊，其次才是對上翼緣的焊接，若焊梁的整體厚度超過了30mm，則需按照順序在下翼緣與上翼緣之間進行來回切換。除此之外，也需在以下四個環(huán)節(jié)中多加注意，其一，盡量保持焊接的連續(xù)性，若中途出現(xiàn)停頓，則需先行加熱至標準溫度后再繼續(xù)焊接。其二，若出現(xiàn)雨雪大風等極端天氣，應暫停焊接作業(yè)。其三，在焊接過程中需對溫度進行實時監(jiān)控。其四，需根據(jù)鋼材類型的不同，進行差異化的焊接處理。例如，在完成碳素鋼材的焊接后需等待其降低至環(huán)境溫度后才可進行質(zhì)量檢測，而合金鋼材則應在焊接完成24小時之后再行檢測。除此之外，在焊接作業(yè)開始前也應進行相應的準備工作，例如，需截取一部分鋼材作為樣本，選用不同的焊接方式進行模擬焊接并對接口進行檢測，從而確定最適宜的焊接方式。

3.3 相應的防腐處理

客觀來講，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)整體上的抗腐蝕性能較弱，這就使得相應的防腐處理變得極為重要，良好的防腐處理既能夠延長鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，又是衡量土木工程質(zhì)量的重要標準。目前最為常見的便是防腐涂層法，其操作流程大致分為基面處理、底漆涂層與面漆涂層。在基面處理中要特別注重清理焊接過程中產(chǎn)生的金屬污垢與銹跡，而在底漆與面漆的涂抹時一方面應保持一定的間隔時長，而另一方面則需要根據(jù)實際情況調(diào)整整體厚度，以滿足不同環(huán)境下的實際需求。

結(jié)語

綜上所述，本文在開篇即從延性、安全性以及環(huán)保性等多個方面詳細論述了土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的特點以及優(yōu)勢所在，并在結(jié)合長期調(diào)研的基礎上，一方面指出了在鋼結(jié)構(gòu)的安裝過程中需在鋼柱、吊車梁以及油漆施工等環(huán)節(jié)多加注意，而另一方面也以建筑材料的管理、焊接的注意事項以及相應的防腐處理為切入點就鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應用進行了深入探究。與此同時，從施工安全的角度出發(fā)，施工單位也應制定相應的管理體系，并對施工過程中的主要環(huán)節(jié)設置詳細的質(zhì)量標準，以保證施工過程的平穩(wěn)有序。

參考文獻

[1]聞鳴.關于土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)應用及發(fā)展的若干研究[J].建筑工程技術(shù)與設計，2016（12）.