钢结构在土木工程中的应用研究

郑 凯 轩

(郑州工业应用技术学院，河南 郑州 451100)



钢结构在土木工程中的应用研究

郑 凯 轩

(郑州工业应用技术学院，河南 郑州 451100)

简述了钢结构的特点，分析了钢结构运用于土木工程中的优缺点，并从选材、防锈、安装、保管等环节，探讨了土木工程中钢结构的施工技术要点，以切实提升钢结构的工程质量。

钢结构，土木工程，防锈措施，耐压性

在社会经济不断发展过程中，我国建筑行业得到了迅速的发展。土木工程作为建筑行业重要的形式，无论从规模还是数量上都不断增加。钢结构具有运用广泛、钢材性能良好、可塑性高等优点，在土木工程中十分受欢迎。但是由于钢结构自身的特点限制，在土木工程运用过程中，必须掌握施工及安装要点，以保证工程整体的质量与安全。基于此，加强对钢结构在土木工程中运用的研究具有十分现实的意义。

1 钢结构特点

1)钢材具有良好的性能。一般来说，钢结构中所用的钢材，一般是掺入了硅、钛、锰等元素的合金材料。钢结构具有较强的刚度与强度，具有显著的抗拉及抗压性能，防震效果显著，能够有效的提升建筑结构稳定性。同时，由于钢材的延展性以及韧性较强，能够提升钢结构整体的承压能力，提升建筑结构整体的质量。

2)钢结构耐压性及韧性极强，加上本身重量较轻，在体育馆、电影院、机场等传统土木工程项目中得到广泛的运用。对于大空间大跨度结构中，如果支撑的柱子较少，很难保证建筑整体的稳定性，而如果支撑柱子过多，对平面空间布局又会造成极大的影响。但是钢结构的运用，一般不需要太多的支撑柱子就能够保证整体体系的稳定。同时，在高新技术发展中，出现了越来越多的轻质钢材，进一步减轻了钢结构的自重，大大降低了对地基的要求，同时还能够节约工程成本。

2 钢结构在土木工程中运用的优缺点分析

2.1 钢结构在土木工程中运用的优点

1)价格优势。在土木工程施工过程中，选择钢结构能够节约更多的建材使用。与普通的钢筋混凝土相比，钢结构各个方面的性能都具有重要的优势，通过使用钢结构能够节约钢筋混凝土材料，从而节约整体的工程造价，为建筑企业经济效益提升做出巨大的贡献。

2)提升建筑综合性能。由于钢结构在韧性、延展性、刚度以及强度方面具有明显的优势，运用于土木工程中，能够提升建筑整体的抗风性能、抗震能力等，保证建筑结构整体的稳定性。

2.2 钢结构在土木工程中运用的缺点

1)耐火性能差。钢结构的建筑结构耐火性能较差，金属材料在受到高温后会出现融化变性问题，容易对原来的结构造成严重的破坏。我们熟知的911事件、双子塔等，都是由于火灾才导致建筑物的坍塌。这就是钢结构在土木工程中运用的缺陷之一，火灾情况下对钢结构形成造成严重的影响，威胁建筑安全。

2)耐腐蚀性能较差。在土木工程运用过程中，有时候钢结构需要长时间暴露在空气中，如果缺少必要的防腐措施，难免会受到自然物质的腐蚀作用，就算一定保护，在长时间下也会出现氧化，对钢结构稳定性造成影响。

3)设计要求较高。现对于钢筋混凝土结构来说，钢结构在运用过程中，设计过程更为复杂，需要经过繁杂的计算，在设计中容易出现错误，对其整体的运用效果造成影响。

4)钢材价格不够稳定。根据对目前钢材市场的分析，钢材价格具有不稳定的特点。另外，对于用于土木工程的钢结构，在选择钢材中往往价格较高，在激烈的市场竞争下，建筑企业为了节约成本，有时候不得不放弃对钢结构的使用，这也是钢结构推广受到限制的原因之一。

3 土木工程钢结构施工与安装要点

3.1 合理选材，提高焊接质量

现阶段，建材市场中，钢材包括型材、板材、管材以及金属制品四大类型。在土木工程钢结构中，一般以碳素钢、低合金钢为主。碳素钢具有强度大、硬度强等优势，但是可塑性较差。在建筑工程建设过程中，钢结构柱面主要是工字形、箱型截面，近年来十字形界面也不断增多。而土木工程钢结构梁柱一般焊接为H型阶段。有时候根据建筑功能需要，也会焊接成复合型截面。钢结构合理性以及质量在很大程度上决定了建筑整体的质量，因此，必须保证钢结构焊接的质量，在焊接前，需要对相关焊接工艺进行详细的研究，提高焊接施工的规范化，保证各个焊接参数的合理性。

3.2 采取有效的防锈措施

在钢结构焊接完成后，为了避免钢结构被锈蚀问题，保证钢结构质量与功能发挥，需要采取涂抹油漆的方式防腐蚀。另外，为了保证涂抹的整体效果，首先需要对钢结构进行必要的处理，对金属表面进行清理，为钢材做整体的除锈工作。在手工除锈过程中，应利用钢丝刷进行反复的刷磨，之后利用纱布进行表面打磨，保证钢结构表面光滑，最后清除表面的锈粉。磷化底漆涂刷是涂抹防锈漆的最后一道工序，在底漆涂刷完2 h后，可以涂刷其他面漆，在面漆涂刷过程中，应该采用多利多刷的局面，保证油漆不能发生流坠问题，保证面漆看起来饱满均匀，且色泽光亮。在涂刷后应该全面检查，避免发生漏刷等问题。通常来说，钢结构面漆需要在两道以上，厚度大约有70 μm。

3.3 合理的保管，保证安装的科学性

为了提升钢结构性能，在材料进入场地后，需要进行妥善的保管，有关人员必须提升对钢材保管的重视。另外，如果发现钢材在运输过程中出现变形的问题，在钢材投入使用前，必须进行矫正处理，对于矫正困难的钢材，还需要及时的更换，避免对工程整体进度造成影响。对于钢材保管地位选择上，必须保证场地的科学性，而安装场地必须在完成结构的1.5倍面积以上。

尽管钢结构自身重量较轻，但是在安装中，还需要使用机械设备，提升安装的效率与质量。起重机是常用的钢结构安装辅助设备，选择中应该根据工程实际情况，选择起重能力相匹配的机械。对于安装现场多个机械同时运行的问题，应该合理调度，避免发生碰撞，对结构的稳定性以及现场的安全性造成威胁。

在社会发展中，建筑工程建设还必须考虑到生态环境保护问题，提倡绿色建筑理念。因此，无论是混凝土结构还是钢结构工程施工，都应该考虑生态环境问题，不断的引入绿色建设工艺，促进对新材料、新工艺、新设备的使用与推广，为我国钢结构工程发展奠定基础。

4 结语

通过上述分析可知，钢结构是土木工程结构中两大结构体系之一，也是目前很多建筑工程广泛运用的结构模式。其具有结构稳定性强、抗震、抗压性能强大等优势，但同样存在成本高、耐火性差、耐腐蚀能力弱等缺点。对于一些钢结构工程施工与安装过程中，必须从选材开始，一直到材料堆放、涂刷油漆、焊接、安装等各个方面加以重视，切实提升钢结构质量，为建筑工程提供可靠保障，为推动我国建筑业整体发展做出巨大的贡献。

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The application research of steel structure in civil engineering

Zheng Kaixuan

(ZhengzhouIndustrialApplicationTechnologyInstitute,Zhengzhou451100,China)

This paper briefly introduced the characteristics of steel structure, analyzed the advantages and disadvantages of steel structure used in civil engineering, and from the material selection, anti-corrosion, installation, storage and other aspects, discussed the construction technology key points of steel structure in civil engineering, in order to effectively improve the engineering quality of steel structure.

steel structure, civil engineering, anti-corrosion measure, pressure resistance

1009-6825(2017)09-0045-02

2017-01-16

郑凯轩(1987- )，男，硕士，助教

TU391

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