【摘 要】随着现代化城市建设进程不断加快，土木工程行业发展迅速，建筑、桥梁、公路等项目，无论是施工技术，还是工程规模，均得到了长足的发展，相应提高了对施工材料的要求。在众多施工材料中，钢结构凭借自重小、材料易获得、刚度高、强度大、承载能力优良等特性，逐渐受到土工建筑单位的青睐。笔者从钢结构材料特点等内容入手，就其在土木工程中的实际应用，阐述几点看法。
【关键词】钢结构；土木工程；工程施工；实际应用；材料特性
钢结构材料本身强度大、刚度高、自重小、载荷能力优良，且结构形态灵活、材料获取简便，故而在现代土木工程施工中得到广泛的应用，尤其在超高层、大悬臂以及大跨度工程项目中，具有独特的应用优越性。因此，从钢结构的材料特点出发，就其在土木工程中的实际应用进行深入探讨，具有重要的现实意义。
一、钢结构主要材料优势分析
（一）强度及自重优势分析
钢结构材料内部分子结构紧密，强度高。如厚度约为16.0mm的Q234钢结构所具备的抗拉、抗压强度约为215.0N/mm2，与C30混凝土轴心相比，后者的抗拉抗压强度勉强可达到14.5N/mm2左右，钢结构材质强度优势明显。在土木工程实际应用过程中，钢结构可设计成槽形、工字形等截面惯性相对较大的截面，充分发挥材料强度优势的同时，满足不同工程的实际需求。
钢结构在材料自重方面，同样具有显著优势。如1米长的HN250X125H型钢结构，自重约为30.0kg；同等长度的200*400的混凝土结构的重量可达到200kg左右，混凝土梁结构中需配备大量钢筋，但二者的实际承载能力相当。
（二）延展性好
钢材的延展性也优于其他建筑材料，其最大伸长率可达15.0%左右，并且根据钢材相关要求规定，其抗拉强度需超出屈服强度百分之二十左右，故而钢材具有较好的延展性。在实际应用过程中，因钢结构具有较好的延展性，施工单位可通过挖掘材料形变潜力，节约控制工程成本，提高施工经济效益。并且因钢结构延展性好这一特点，在土木工程相关施工标准中，钢结构与混凝土材料相比，关于位移的实际要求更为宽松。此外，钢结构还常被用于建设防震、抗风需求较高的建筑，提高建筑的安全性能。
（三）刚度优势分析
对于土木工程而言，材料不仅需要满足施工强度要求，还需满足刚度要求，才能保障建筑的使用性能和安全性能，可简单理解为建筑材料才承受形变的同时，还要承受一定的外载荷。钢结构与混凝土相比，C30混凝土结构具有的弹性模量约为30.0KN/mm2，而钢材的弹性模量约为206KN/mm2，钢材刚度优势明显。钢结构在实际工程应用中，常被制成截面惯性相对较大的截面结构，刚度优势可以保障钢结构在承受形变时，仍能起到相应的支撑保护作用。
（四）质地均匀优势分析
钢材内部分子排列方式较为均匀，材料弹性好、可操作性高，易控制材料整体应力变化情况，与混凝土结构相比，钢结构的受力情况与计算模型更为接近，材料应用潜力大。
（五）连接性能优势分析
现代土木工程项目出于实际应用和美观要求，常需应用形状不规则的材料。钢结构形状可操作性强，连接方式灵活，即可单一构件整体成型，也可以通过焊接、铆接、螺栓连接等方式，进行自主拼接，从而满足不同的工程需求。
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二、钢结构实际施工安装要点分析
（一）选材与连接施工要点
土木工程常用钢材包括板材、型材、管材以及钢金属制品四种，材质主要包括低合金钢、普通碳素钢以及优质碳素钢三种，碳钢的优势在于强度、硬度高，缺点是塑性较差。宽翼缘“工”字形钢和箱型截面钢多应用于柱子截面处，部分也使用“十”字形刚：“H”形钢多用于梁部施工，主要通过轧制或焊接获得。在正式安装前需进行焊接工艺试验，以确定各项焊接参数。一般来说、梁与柱、梁间的连接，通常选择焊接和高强螺栓连接两种形式，如使用高强螺栓安装，施工人员需重点控制连接孔位精度。
（二）钢结构施工存放及安装机械地点分析
一般来说，结构占地面积与结构安装面积的比值约为1:1.5。钢构件从中转堆场运送是施工现场时，需利用相应的装卸机械将其放置于施工安装机械控制回转半径范围内。如发现钢结构出现形变，需在安装前进行校正。
（三）油漆施工控制要点
钢结构应有缺点和其优势同样明显，钢结构耐腐蚀、耐火性差，在实际工程应用中，常使用油漆对钢结构进行处理，以提高钢结构的使用性能。在正式刷漆操作前，施工人员需彻底清理钢结构表面，保障结构表面干净、平滑，如存在面积较大的锈蚀区域，需利用铲刀、钢丝刷等工具，必要时也可使用砂轮机进行清理。
三、钢结构在土木工程中的应用实例分析
（一）箱型砼柱
在箱型柱内部安设隔板，并灌注高强度等级砼，就是箱型砼柱。箱型砼柱将两种施工材料有机地融合在一起，使其优缺点互补，可有效避免在外在和作用下，箱型柱形变过大问题。箱型砼柱的主要优点如下：一，结构简单、便于施工；二，结构合理，稳固、牢靠，抗震性好；三，可承载更大的外力载荷。
（二）抗侧力支撑砼筒
现代建筑施工过程中，常在楼梯、电梯位置设置钢筋混凝土支撑砼筒，提供剪力墙抗侧力支撑，不仅大幅度提高了建筑结构的稳定性，还具有增强建筑抗震性、提高抗侧刚度的作用。
（三）节能型复合墙板
强外板在建筑中占据重要地位，可实现多种建筑使用功能。在施工过程中，应用钢结构节能型复合墙板，无需进行是作业相关操作，可有效提高施工效率和质量。
（四）钢结构其他应用分析
除以上几点外，钢结构在土木工程中的应用，还包括钢筋混凝土楼盖、钢结构主体车库等，均可有效提升工程的施工质量和使用性能。
结语：
钢结构在材料特性方面优势明显，包括刚度、强敌、延展性、应用潜力等，均优于其他建筑材料，并且钢结构在大规模工程，如超高建筑、大跨结构等施工工程中，具有独特的优势。因此，各施工单位应进一步完善钢结构相关施工操作，不断提升钢结构施工质量，以满足工程实际发展需求，提高工程施工整体质量，从而促进土木工程的进一步发展。
参考文献：
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[3]祖亚丽,党金奎.浅析钢结构技术在土木工程施工中的应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2015(21).
论文作者:俞健,赵林
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第19期
论文发表时间:2016/11/16
标签：钢结构论文; 土木工程论文; 材料论文; 优势论文; 刚度论文; 截面论文; 结构论文; 《低碳地产》2016年10月第19期论文;