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摘要：随着社会经济的不断发展，建筑行业也逐渐的迈向了成熟化，钢结构已被广泛应用于土木工程，用于建造超高层建筑、大跨度及大悬挑结构、工业厂房等。同时由于钢结构具有承载力强、自重轻、强度高、施工快以及抗震强等优点，日益成为土木工程技术中不可缺少的重要组成部分。因此相关建筑人员在应用钢结构的过程中，要掌握熟练的施工技术，保障按施工要求完成土木工程建筑。本文对土木工程钢结构施工技术及应用策略进行分析。
关键词：土木工程；钢结构；施工技术；应用
一、土木工程中钢结构的特点
1、强度。结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。而材料的强度主要是由材料的承受能力和材料的使用效果决定的。土木工程中使用钢结构是由于钢结构的构件的性能决定的。钢结构的性能是由国家的标准决定的，土木工程中使用的钢结构一定是符合国家的相关标准决定的。土木工程选择钢结构而不是钢筋混凝土，主要是因为使用钢结构可以减少物料方面的消耗，减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸，最终降低整个建筑的结构成本，使施工企业获得更高的经济利益。
2、刚度。结构在使用后会不会出现振动和变形的情况主要是由于构件的刚度决定的，构件的刚度又是同构件与连接件的分布决定的。在土木工程中，钢结构的刚度是比钢筋混凝土的结构有很明显的差别的，钢筋混凝土的刚度比钢结构的刚度小很多，所以土木工程选用钢结构更加能保证工程的施工质量。
3、延性。延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，地震中幸存的建筑物直接依赖于主要结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构可以说是目前使用最广泛的、韧性最好的工程材料之一。不过材料内在的延性并不一定都会转化为建筑结构的内在延性，因此要采取适当的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。
4、韧性。衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更具备此特性。钢结构的断裂韧性对于温度条件很敏感，并且随着温度的减小而降低。所以在天气寒冷的地区设计钢结构，首先要考虑韧性。
5、环保性。土木工程施工建设中，以混凝土结构为主的工艺形式，对能源的需求量及消耗量极大，会对施工现场及施工周边区域环境施加不利影响。而钢结构施工技术，以钢筋等可二次回收及利用的材料为主，能够发挥其环保性优势，在能源节约的同时，又不对环境造成污染及破坏，提高施工的文明程度。
二、土木工程中钢结构的缺点
1、材料方面的缺点。虽然在一定程度上，钢结构的刚度是大于钢筋混凝土的，但是在某一个特定的条件下，钢结构的刚度是要小于钢筋混凝土的刚度的，之所以会出现这种情况，是由于钢结构的构件的尺寸影响的，所以，钢结构的生产企业一定要重视构件尺寸的问题。
2、技术方面的缺点。土木工程钢结构施工技术如果运用不当，将会发生严重的事故，威胁到施工人员的生命安全，延误工期；还会给施工方带来一定的经济损失，所以在土木工程中技术尤为重要。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。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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3、使用年限方面的缺点。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。
4、生产体系方面的问题。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。由于钢结构的生产未形成体系，使钢结构的价格也比较高。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。
三、土木工程钢结构施工技术应用
1、施工前准备工作。钢结构工作人员，要对选择材料工作极为重视，把碳素和低合金两种类型的钢结构进行优先选择，利用其自身的强度和高性能，增加钢结构技术的运作效率；对土木工程活动中的钢结构进行检查和管理，对其强度和承载力进行运算观察，保证其满足土木工程施工的技术要求；土木工程的施工人员要充分利用图纸，明确结构技术运作的各个环节和主要流程，保证实际施工符合要求，对于易发生施工事故环节，及时做好预防工作。
2、钢结构的选材与连接。钢材通常分为板材、型材、金属制品以及管材四大类。土木工程中的建筑钢材通常采用普通的低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等，碳钢的塑性比较低，但是硬度强度比较高。在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等；梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的格料和各项参数。梁与梁之间、梁与柱之间的连接，可以采取焊接连接或者高强螺栓连接，要注意高强螺栓的连接孔位的精度。在技术条件允许时比较适合采用多轴数控钻孔。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入或者用榔头强行打入，拧入的步骤要经过初拧、复拧以及终拧。
3、钢构件的堆放及机械安装。通常情况下安装结构的用地面积应该比结构占地面积要大。依照安装流水的顺序，从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。如果因为运输的原因造成了构件的变形，则在施工现场就要加以矫正。一般钢结构的安装采用的是塔式起重机，臂杆长度要有够的覆盖面，并且起重能力要相应足够，从而满足各种不同部位构件的起吊要求。钢丝绳容量也要能满足起吊的高度要求；起吊速度有足够的档次可以满足安装要求。在多机作业的情况下，臂杆的高差要足够，以避免不安全的碰撞，保证安全运转。
4、钢结构油漆工艺的流程。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。
综上所述，钢结构施工在土木工程中是非常重要的，但由于钢结构在土木工程的施工中还存在着许多弊端，所以在施工中要注重做好施工前的准备工作、严格控制施工质量、加强施工监督管理，保证整个工程的质量，使钢结构在土木工程项目及建筑行业中得到最大的发挥。
参考文献
[1]吴治安.土木工程施工中钢结构技术的应用[J].居业，2016，04：111-113.
[2]胡孜华.浅谈我国钢结构住宅的应用与发展[J].山西建筑，2009，（11）.
论文作者:刘少峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/27
标签：钢结构论文; 土木工程论文; 刚度论文; 构件论文; 结构论文; 韧性论文; 材料论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;