关键词：钢结构；土木工程；结构设计
1土木工程中钢结构的特点
1.1强度
在土木工程中，材料的强度决定了建筑结构的承载能力和建筑结构的调节效果。钢结构的强度试验通常根据国家标准来确定。相关的钢结构法规列出了材料应满足的具体条件。例如，建筑物的钢结构应符合CAN/ CSAG 40.20 / C40.21标准。随着钢结构的快速发展，加拿大规定的结构钢标准目前已得到广泛肯定，主要分为7种结构钢，相应的结构钢强度等级为8级。然而，我们必须清楚，并非所有结构钢都标有强度等级。当我们执行每个独立项目时，我们必须根据具体的施工条件选择相应的结构钢类型和强度等级。合理使用结构钢对工程建设非常有利。它可以通过减小地基的尺寸、节省建筑材料和减轻建筑项目的整体重量来降低整个项目的成本。
1.2刚度
如振动和变形之类的适用性参数由部件的刚度决定，并进一步由结构系统的刚度决定。结构系统的实际刚度由其部件和连接件的分布决定。然而，简而言之，部件的刚度由材料的几何横截面特性和材料的弹性模量决定。结构钢的弹性模量通常为200 GPA。而普通密度抗压强度在20 - 40GPA范围内的混凝土弹性模量通常在20 - 28 GPA范围内。即使是高强度混凝土，其弹性模量也只有40 - 45GPA。由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显著的优势。
1.3延性
建筑的延展性主要取决于建筑结构材料的延展性，所以对于地震多发地区的建筑来说，会有抗震设计，而延展性是抗震建筑设计中最常见和最重要的计算参数之一。为了使建筑物能够在地震后保持静止，必须加强建筑物主要结构的延展性。在目前的建筑抗震材料中，钢结构的延性相对最好。它在建筑结构设计中被广泛使用，但是材料本身的延展性并不代表使用这种材料的建筑结构的延展性，因此，鉴于这种情况，我们必须设计一个更合理的计划，同时制定一个可靠的建设机制。在建筑设计中，延展性不是通过单一因素实现的，而是通过各种因素的组合实现的，例如足够的结构延展性、材料延展性等。此外，延性的值还应与构件的延性和结构延性等相对应。由于受弯构件的不稳定性，钢结构导致其曲率不足。
2钢结构的缺点
当然，每种材料都不是完美的，所以钢结构的应用和施工也存在着一定的缺点，其主要表现为以下几个方而：
2.1材料缺点
虽然钢结构的刚度比混凝土大得多，但是对于给定的载荷，钢结构构件的截面刚度比混凝土结构的要小，主要是因为钢结构的强度优势导致其构件尺寸相对较小。因此，为了提高这些部件的稳定性，有必要增加型钢的尺寸，或者采取填充混凝土和包裹混凝土的措施来提高型钢的刚度。此外，钢的耐火性和耐腐蚀性相对不足。当长时间暴露于100度辐射热时，钢的强度几乎没有变化，它显示出一定的耐热性，但是当温度达到150度时，它必须被隔热层保护，重要部位的钢结构必须涂防火涂料。
2.2市场环境。
2.2.1设计力量较薄弱。设计建筑结构时，应注意结构的功能要求是否属于钢结构的合理应用范围。通常，当钢结构被要求用于更高承载力的设计时，结构设计的极限状态应该被视为标准。钢结构中有许多接头，每个螺钉、垫板和焊缝都应该精确计算，每个专业都应该一次到位。因此，钢结构的设计比混凝土结构更复杂，图纸也远远超过混凝土结构。
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2.2.2钢结构生产未形成体系。只有在大规模生产的情况下，钢结构的优势才能得到展示。目前，钢结构的生产标准、价格标准和质量标准不统一，也缺乏国家标准和监管机制。因此，许多设计者和开发人员都相对不知所措。
2.2.3价格问题。由于钢结构的生产没有形成一个系统，钢结构的价格相对较高。虽然近年来钢铁产量有了很大增长，但人均产量仍然相对较低。钢在我们的国民经济中仍然是一种相对有价值的材料，这反映了混凝土的价格优势。
2.2.4钢结构的使用年限。混凝土结构声称从未被损坏，但是钢结构的一般使用寿命只有50年。如果钢结构被用于住宅建筑，那么人们认为他们毕生积蓄购买的房子只能住50年，这将使许多人失去购买的欲望。然而，随着保险业的发展，住宅寿命问题应该相对容易解决。
3钢结构施工安装要点
整体来说钢结构的施工流程比较复杂．并且建筑的要求不同，在细节上也有很大的差异性。
3.1选材与连接
钢材通常分为四类：板材、型材、金属制品和管材。土木工程建筑用钢通常使用普通低合金钢、优质碳素结构钢、普通碳钢等。碳钢的塑性相对较低，但硬度强度相对较高。在钢结构中，柱的截面通常为箱形、工字形或十字形，带有宽凸缘，粱多数是焊接或者轧制的“H”型钢粱。如果有特殊要求，也可以符合本节。安装前，对主要焊接接头进行焊接工艺测试，并确定焊接网格材料和各种参数。梁柱连接可采用焊接连接或高强螺栓连接。应注意高强度螺栓连接孔位置的准确性。钻孔有两种主要类型：数控钻孔和模板钻孔。数控钻孔的精度较高，模板钻孔的精度较低。如果技术条件允许，更适合使用多轴数控钻孔。在运到工地以后要对螺栓参数进行检验，安装时不能用扳手强行拧人或者用榔头强行打入，拧人的步骤要经过初拧、复拧以及终拧。
3.2钢构件的堆放以及选择安装机械地点
通常，用于安装该结构的土地面积应该是该结构所占面积的1.5倍。根据流水的安装顺序，从转运站运至现场的钢构件应使用装卸机械安装在安装机器的转弯半径内。如果构件的变形是由运输引起的，则应在施工现场进行纠正。通常，塔式起重机用于钢结构的安装。臂长应具有足够的覆盖范围，相应地提升能力也应足够，以满足不同部件的提升要求。钢丝绳的容量也应满足起吊的高度要求，起吊速度应达到足够的等级以满足安装要求。在多机器操作的情况下，臂之间的高度差应足以避免不安全的碰撞并确保安全操作。每个塔式起重机之间必须有相应的安全距离，以确保吊杆不会与塔身碰撞。钢结构更适合规则、对称和相对平坦的建筑平面，因此安装装配线的布局应根据当地情况调整措施。
3.3油漆工艺流程
3.3.1基层处理
钢结构建成后，为了使钢结构耐用，应对钢结构进行一定的地基处理。我们可以用钢丝刷清理钢结构表面，刷掉表面上的杂质，然后用砂纸打磨表面以确保钢结构表面光滑，然后用纱布清理表面上的铁锈灰，从而使钢材表面干净。
3.3.2涂防锈漆、刮腻子
钢结构表面无锈后，我们还需要涂防锈漆。油漆之前，我们必须确保钢结构表面干燥且无水。刷防锈漆时，你必须小心。你必须把它刷到位，避免铆接孔。当防锈漆干燥后，我们将使用油灰来平滑钢结构表面。腻子干燥后，需要进一步清洁。
3.3.3刷涂面漆
涂装面漆是保护钢结构的最后一道工序。它能有效保证钢结构不被腐蚀。你应该多刷几次面漆。最佳条件是油漆表面光滑且颜色均匀。施工人员应注意检查油漆情况，避免漏刷。最佳厚度为70微米。
结束语
土木工程结构中通常使用两种材料，主要是钢筋混凝土和结构钢。对于土木工程来说，不仅要考虑结构特点，还要考虑施工的成本效益和施工效益。
参考文献：
[1]李国强，陆烨，何天森.钢结构在现代住宅中的应用[J].工程建设与设计，2017（2）.
[2]孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技术新产品，2017（2）
论文作者:李发敏,张黎明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/10
标签：钢结构论文; 延展性论文; 结构钢论文; 刚度论文; 材料论文; 结构论文; 土木工程论文; 《防护工程》2018年第23期论文;