摘要：土木工程结构常用到两种材料，即钢筋混凝土以及结构钢，对于土木工程来说，不仅要从结构特性的角度考虑，还要考虑施工的成本有效性以及施工有效性。本文就分析了钢结构在土木工程中的特点，并简单阐述钢结构的施工要点。
关键词：土木工程施工技术钢结构技术
1钢结构在土木工程中应用优势分析
1.1性能优越
铁、锰等元素以及其它材料都是钢结构的重要组成内容，因为钢结构构成元素有着多样化的特性，所以钢结构也具备了水泥、混凝土等其它材料具有的优势。对钢结构的优越性能进行分析，其中最为突出的就是钢结构的硬度较强，结构承载性能非常良好，可以抵御较强等级地震灾害。而且，钢结构具有非常良好的韧性和延展性，这是其它普通材料不同与之媲美的。科学技术是第一生产力，随着科学技术的不断进步我国钢材生产水平也在不断提升。可以根据工程项目建设的实际需求，生产出具有特定功能的钢材。例如：不锈钢、耐热钢等众多类型的钢材。钢结构自身重量较轻、组装便捷，利用钢结构可以塑造较大的建筑空间，同时还可以对其进行回收利用，大幅度提升了土木工程建设施工材料的应用价值与应用效率，这些内容都是钢结构优越特性的体现。
1.2可塑性较强
钢结构具有着较强的可塑性，主要是体现在钢结构应力超过屈服点后，钢结构会产生一定的塑性形变，而不会使得结构发生断裂。钢结构可塑性评判的重要标准就是钢结构在应力作用影响下的伸长率与断面收缩率。钢材中含有一定量的碳元素，使得钢材的韧性与可塑性得到了较大程度提升，如果应力超过了钢材的极限范围，可以根据设计要求对钢结构的整体造型进行调整。钢结构实际建设中，施工技术人员可以应用铆接、螺栓等方式对结构构件进行连接，现场施工操作简单、便捷。钢结构自身重量很轻，结构构件运输非常方便，对加快土工工程建设施工进度有着积极影响。众所周知，钢结构在土木工程中的应用比例急剧提升，特别是在一些建设规模较大、建筑空间塑造有着特殊需求、施工难度性较高的建筑中，例如：歌剧院、体育馆、工业厂房等较大规模建筑。这类建筑如果采用了传统建筑施工模式，建筑工程建设完成后建筑空间内部往往会存在众多数量的柱体，降低了建筑空间的应用价值，空间布置灵活性也受到严重损害。钢结构在土木工程施工中的应用，可以有效弥补传统建筑施工模式存在的不足之处，降低空间内部柱体数量，加强了建筑空间的应用价值，使得结构更为良好的满足工程项目建设需求，保证工程项目具有良好的使用性能。
1.3节能环保
建筑行业在不断发展过程中也带来了很多问题。以往土木工程项目建设施工中需要大量的木材，只有加强林业资源采伐力度才能满足土木工程建设领域对木材的较大需求，导致我国森林覆盖面积逐渐减少。我国正在积极落实可持续发展战略，对土木工程项目建设也提出了很多新的要求，要求工程项目建设要具备良好的节能环保特性。钢结构在土木工程施工中的应用，恰好可以满足这一要求，促进土木工程建设节能环保特性提升，钢结构是可回收利用的，可以安装便捷可以降低工程项目建设施工总量，以及土木工程建设中产生的噪音、粉尘污染。钢结构成本投入较低，可以多次、重复利用，降低了能源消耗，使得钢结构成为了建筑市场中的“宠儿”。钢结构在土木工程施工中的应用，可以扩展建筑企业的利益空间，对推动我国可持续发展战略落实也有着积极影响。
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 材料缺点尽管钢结构的刚度要远远大于混凝土，但是对于一个给定的负载，钢结构的构件截面刚度则要小于与其对比的混凝土结构，这主要是因为钢的强度优势导致其构件的尺寸相对较小。因此要提高这些构件的稳定性，就要增加型钢的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的刚度。并且钢材的耐火性和耐腐蚀性都相对有欠缺。钢材长期受到100度的辐射热时强度的变化不大，表现出一定的耐热性能，但当温度达到150度时，就要采用隔热层进行保护，并且重要部位的钢结构一定要涂刷防火涂料。
2.2 市场环境
2.2.1 设计力量较薄弱
在设计建筑结构时要注意结构的功能要求是不是属于钢结构合理的应用范围。通常在设计较高承载力需要使用钢结构时，要考虑用不适合继续承载的巨大变形为结构设计的极限状态为准则。钢结构有很多节点，要对每个螺丝、垫板以及焊缝进行精确的计算，而且每个专业要一次性到位，所以钢结构的设计要比混凝土结构的设计更复杂，并且图纸也远远多于混凝土结构。
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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才可以体现出钢结构的优越性。并且目前钢结构的生产标准、价格标准以及质量标准都没有统一，国家标准以及监管机制方面也都有一定的欠缺，因此很多设计师以及开发商都相对比较茫然
2.2.3 价格问题
由于钢结构的生产未形成体系，因此钢结构的价格比较高。虽然钢产量近年有大幅度的提高，但是人均产量仍然相对较低，钢材仍是我国国民经济中比较贵重的材料，而混凝土的价格优势就体现出来了。
2.2.4 钢结构的使用年限
混凝土结构号称永不损坏，但是钢结构一般的使用寿命只有五十年，如果钢结构用在住宅建筑中，那么人们想到自己花费终身积蓄而购买的房子只能住五十年，会让很多人丧失购买的欲望。不过随着保险业的发展，住宅寿命问题应该相对容易解决。
3 钢结构在土木工程中的应用
根据钢结构的特性及其优缺点，其合理的应用范围如下：
3.1 重型工业厂房的承重骨架和吊车梁
重型工业厂房的特点是荷载大，房屋高，有的还受温度作用或设备的振动作用及大承载吨位吊车作用（例：有的达440t）。
3.2 大跨度建筑的屋盖结构
钢材轻质高强，可以跨越很大的跨度。结构跨度越大，自重在全部荷载中所占的比重也就越大，减轻自重可以或得明显的经济效益。因此，钢结构强度高而质量轻的优点对于大跨度建筑结构特别突出（例如：公共建筑中的体育馆，大会堂，影剧院等）。
3.3 高耸结构
钢结构常用于较大的无线电桅杆，微波塔，广播和电视发射塔架，火箭发射塔等。由于将结构制造，施工方便，特别是其构件截面小，可大大减少风荷载；自重轻，可大大降低基础工程造价，取得更大的经济效益。
3.4 大跨度桥梁结构
跨度较大，重载的铁路和公路桥多采用钢结构。1968年建成的南京长江大桥，为铁路公路两用双层桥，钢梁共10孔，其中有9孔为3m*160m多跨连续桁架，采用了16Mnq低合金钢。1991年建成的跨越黄浦江的上海市南浦大桥，总长8346m，主桥为双塔双索面斜拉桥，全长846m，采用钢梁与钢筋混凝土板相结合的组合梁结构，中跨跨长423m，是我国已建跨度最大的斜拉桥。
3.5 多、高层建筑结构
高层建筑采用钢结构与采用混凝土结构相比具有下列优越性：
（1）钢结构自重轻。高层钢结构自重一般为高层钢筋混凝土结构自重的1/2~3/5；
（2）钢结构材料强度高。与钢筋混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑有效使用面积。
3.5钢结构油漆工艺的流程
首先把金属的表面清理干净，然后再做除锈。手工处理先用钢丝反复刷打，再用精砂布打磨，使得表面光亮、平滑，然后再用棉纱或者纱布把打磨下的锈粉和浮灰清理干净。在涂漆前要保证金属表面的干燥，如果有水则要立即擦干。在涂漆的时候，要刷细、刷满、涂刷到位，并且要注意铆孔内不能有涂料涂入。待到防锈漆干燥后，采用和油漆配套的腻子把构件的表面缺陷刮平。可以在腻子中加入适量的红丹粉或者厚漆，从而增加其干硬性。在腻子干燥后要打磨平整，并清理干净。刷涂面漆时要多理多刷，油要不流不坠、饱满均匀、色泽光亮一致，涂刷后要及时检查避免漏刷。
4 结语
综上所述，不难看出，钢结构与混凝土相比存在很多的优势，但是同样也存在缺点，钢结构在建筑施工过程中，一定要设计好每一个钢结构的安装方式，计算好承重比例，这样才能更好的发展钢结构的优势。但是钢结构也存在很多不足，例如韧性不足、耐久性不佳、腐蚀性大、施工设计繁杂、市场价格混乱等等各种劣势。本文还针对钢结构的安装工艺进行重点分析，希望可以为建筑单位提供一些参考资料，从让钢结构在高层建筑起到更好的作用。
参考文献:
[1] 朱云龙.浅论钢结构在土木工程中的应用研究[J].价值工程.2013（13）
[3] 段鹏.钢结构在土木工程中的应用研究[J].科技信息.2013（20）
论文作者:张岽
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/29
标签：钢结构论文; 土木工程论文; 结构论文; 建筑论文; 钢材论文; 土木论文; 构件论文; 《基层建设》2017年第24期论文;