关于土木工程施工中钢结构技术的研究

汪晓燕

摘 要：随着我国社会经济的飞速发展，一方面对于高层建筑的需求也越来越大，而另一方面也对高层建筑的施工质量提出了更为严苛的要求。而传统土木工程中所使用的钢筋混凝土结构，无论是在承重能力还是实用性能等方面都无法满足当前的社会需求，这就使得加快对钢结构技术的研究与应用显得十分迫切。本文以土木工程中钢结构技术的研究为例，通过一系列的分析和比对，既阐明了钢结构所具备的巨大优势，又对其中的重点环节进行了简要论述。

关键词：土木工程;钢结构;技术研究

1.土木工程施工中钢结构的特点

1.1 强度方面

建筑材料的强度参数是否达标，不仅会直接决定土木工程的承重能力，也会对整个工程的容纳效应产生重要影响。目前我国已经制定了详细的质量标准以及完整的检测体系，其中对于钢结构的强度做出了如下规定，即钢结构应满足CAN/CSAG40.20/C40.21的标准。

1.2 刚度方面

土木工程中钢结构的刚度分析大致可分为以下三个方面，其一，构件的刚度会直接决定振动等参数指标的测量结果，而钢结构所使用的钢材基本上分为碳素钢与合金钢两大类，两者的刚度均符合国家的相关标准。其二，构件以及连接件的组成情况会影响整个结构的刚性。因而在钢结构的设计过程中，要根据实际情况进行适度的调整与修正。其三，连接件的刚度大多由材质的变形阶段系数决定，而钢材的变形阶段系数一般是200GPa，完成能够达到良好的承重效果。

1.3 延性方面

当对建筑物的延性进行探究时，需首先明确建筑物的整体延性主要由建筑材料所决定这一概念，而通过对当前主流建筑材料的对比可以发现，钢结构的延性要远远优于其他材料。因此若能将钢结构广泛应用于地震多发地区，则能在有效提升建筑物抗震性能的同时，也可以大量减少人员及财产损失。与此同时，在具体的施工过程中，还应依据材料特性进行有针对性的结构调整，通过科学合理的设计在最大程度发挥材质优势的同时，也能够延长工程的使用寿命。

1.4 安全性方面

通过对相关实验结果的分析可以看到，传统的钢筋混凝土结构虽然整体造价成本较低且能够满足一些建筑工程的基本需求，但在其建筑材料的加工过程中，极易受到自然环境等多方因素的影响，加之承建单位在施工水平等方面存在着较大差异，因而也就难以保证土木工程的安全性。而钢结构由于其在强度、硬度以及延展性等方面都具有着明显优势，即使在施工过程中发生意外情况，也能够给予施工单位充足的时间去进行调整与改进，从而既降低了施工风险又保证了最终的建筑质量。

1.5 环保性方面

目前所使用的混凝土，大多采用砂石为主要原料，加以水泥搅拌而成。而土木工程的体量往往十分庞大，若采用混凝土结构则需要消耗大量原料，随之而来的便是对自然资源的过度开发，这样不仅会使原料开采地出现水土流失等情况，更会对整体环境造成破坏。而在钢结构的搭建过程中，几乎很少消耗水土砂石等自然资源，并且还可以对剩余钢材進行二次回收，这样一来不仅降低了建筑成本，也符合了当前时代对于建筑行业所提出的环保新要求。

1.6 经济性方面

经过了几十年的积累与发展，目前我国不仅在钢产量等硬性指标上稳居世界前列，更形成了包括生产加工、分段组装以及质量检测在内的一整套完整体系，这也就为我国建筑行业由钢筋混凝土结构向钢结构进行转变提供了充足的物质基础和先进的技术保障。与此同时，从市场经济的角度出发，相关实验证明，当建筑物的载荷相同时，若选用钢结构一方面能够有效减少构件总量，而另一方面随着技术的不断进步，其整体成本也会随之降低。

2.土木工程施工中钢结构安装技术的要点

2.1 钢柱的安装技术

钢柱作为钢结构中的基础设施，其安装流程是否规范将会对整体结构的承重性能产生极大影响，具体来说需在以下几个方面多加注意。其一，在标高观察点的设置中，需以牛腿支撑面为基准，若无牛腿柱则应以桁架的最后一个安装孔为基准。其二，在进行多柱节的安装时，应先行组装再进行整体吊装。其三，当钢柱的吊装完成后，需根据实际情况进行适度调整并将误差控制在合理范围之内。其四，若构件的长细比较大，为确保其坚固可靠，需进行特殊的补强处理。例如，在安装梯形屋架下旋杆的过程中，若需在水平上进行调整，则应在侧方向进行适度的抗压补强。

2.2 吊车梁的安装技术

吊车梁作为支撑桥式起重机运行的梁结构，虽然在形式上有着悬挂式、岩锚式以及岩台式等多种类型，但在其安装过程中都需要在流程以及细节上多加注意，具体来讲可分为以下几点。其一，吊车梁的安装时间应为第一次柱间安装校准之后，并从有支撑的跨间开始。其二，在安装结束后需对在各个节点对吊车梁采取临时性的加固处理。其三，在屋间系统构建安装完成后需对吊车梁进行校准并控制误差。其四，在常规情况下，可通过调位螺母对吊车梁标高进行校准，若情况特殊，也可在吊车梁与牛腿柱之间增设垫板来进行辅助。其五，吊车梁与辅助性桁架应在组装完成后进行整体吊装，并将弯曲度、扭曲度以及垂直度控制在合理范围内。

2.3 油漆施工技术

在对钢结构进行油漆施工时，需严格遵循以下步骤。首先，完成钢结构的基层处理。先使用钢刷祛除钢结构表层的金属颗粒，再用细纱布与棉布进行反复打磨，使表层变得变得光滑细腻。若出现较为严重的生锈及腐蚀情况，则需借助砂轮机等设备。其次，进行防锈漆的涂抹。需在保证钢结构表层干燥的情况下进行，并在刷漆过程中避免油漆渗入到铆孔之中。在第一遍完成后，需用掺有铅油的腻子进行二次涂抹。再次，进行磷化底漆的涂抹。需与防锈漆的涂抹间隔两个小时以上，并在涂抹完成后用刷子祛除表层残留的磷化物。最后，完成面漆的涂抹。应尽量增加涂抹的层数，并将厚度至少保持在70微米以上，如此才能够达到应有的保护效果。

3.土木工程施工中钢结构技术的应用探究

3.1 建筑材料的管理

合规达标的建筑材料是土木工程得以顺利开展的基础保障，在对建筑材料进行管理时可分为选材与保管两个方面。在进行材料的选择时，一定要安排專业人员进行质量检测与入库验收。例如，应选用以Q235碳素钢以及I6Mn合金钢为代表的优质钢材，其无论是机械性能还是加工性能上都能达到钢结构的施工要求;螺栓则应选择8.8s或是10.9s的高强度螺栓，以保证整体结构的扎实稳固。而在对材料进行保管时，一方面需要保证存放场所的开阔平整，并按照顺序进行材料的堆放以免出现挤压变形。而另一方面也要做好相应的排水防雨措施，以防止出现积水现象。除此之外，还应建立切实可行的管理制度，在明确负责人的同时，也便于各部门之间的协调调度。

3.2 焊接的注意事项

在进行焊接加工时，首当其冲的便是要对焊接流程加以规范，首先应对焊梁的下翼缘进行焊接，并需保持焊道的平行对齐，其次才是对上翼缘的焊接，若焊梁的整体厚度超过了30mm，则需按照顺序在下翼缘与上翼缘之间进行来回切换。除此之外，也需在以下四个环节中多加注意，其一，尽量保持焊接的连续性，若中途出现停顿，则需先行加热至标准温度后再继续焊接。其二，若出现雨雪大风等极端天气，应暂停焊接作业。其三，在焊接过程中需对温度进行实时监控。其四，需根据钢材类型的不同，进行差异化的焊接处理。例如，在完成碳素钢材的焊接后需等待其降低至环境温度后才可进行质量检测，而合金钢材则应在焊接完成24小时之后再行检测。除此之外，在焊接作业开始前也应进行相应的准备工作，例如，需截取一部分钢材作为样本，选用不同的焊接方式进行模拟焊接并对接口进行检测，从而确定最适宜的焊接方式。

3.3 相应的防腐处理

客观来讲，与钢筋混凝土结构相比，钢结构整体上的抗腐蚀性能较弱，这就使得相应的防腐处理变得极为重要，良好的防腐处理既能够延长钢结构的使用寿命，又是衡量土木工程质量的重要标准。目前最为常见的便是防腐涂层法，其操作流程大致分为基面处理、底漆涂层与面漆涂层。在基面处理中要特别注重清理焊接过程中产生的金属污垢与锈迹，而在底漆与面漆的涂抹时一方面应保持一定的间隔时长，而另一方面则需要根据实际情况调整整体厚度，以满足不同环境下的实际需求。

结语

综上所述，本文在开篇即从延性、安全性以及环保性等多个方面详细论述了土木工程中钢结构的特点以及优势所在，并在结合长期调研的基础上，一方面指出了在钢结构的安装过程中需在钢柱、吊车梁以及油漆施工等环节多加注意，而另一方面也以建筑材料的管理、焊接的注意事项以及相应的防腐处理为切入点就钢结构技术的应用进行了深入探究。与此同时，从施工安全的角度出发，施工单位也应制定相应的管理体系，并对施工过程中的主要环节设置详细的质量标准，以保证施工过程的平稳有序。

参考文献

[1]闻鸣.关于土木工程施工中钢结构技术应用及发展的若干研究[J].建筑工程技术与设计，2016（12）.