试论钢结构在土木工程中的应用

　　摘要：钢结构是土木工程项目中应用最为广泛的材料之一，对土木工程来说，不仅要考虑施工的成本还要认识到施工的有效性。文章将从钢结构的特点、钢结构建筑、钢结构施工的安装要点等进行分析。

　　关键词：钢结构;土木工程;强度;建筑

　　Abstract: The steel structure is one of the most widely used materials in civil engineering projects, civil engineering, not only to consider the cost of construction need to recognize that the effectiveness of the construction. The article from the characteristics of steel structures, steel construction, steel construction and installation points for analysis.

　　Key words: Steel; Civil Engineering; strength; construction

　　中图分类号：S969.1 文献标识码： A 文章编号：

　　一、土木工程中钢结构的特点

　　(一)刚度

　　构件的刚度可以决定振动、变形等适用性参数，进而由结构体系的刚度来决定， 而结构体系的实际刚度又是由其构件和连接件的分布来决定。简单的说，构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。对于高强度混凝土来说，弹性模量一般是在40-45Gpa范围内。因此，钢结构的刚性具有明显的优势。

　　(二)强度

　　通常来说，结构构件的强度是由材料的强度来决定的。结构钢的构件性能可以利用有关的国家标准来确定，例如 CAN/CSA- S16- 01(CSA，2005)和 AISC，2005a。近几年来，建筑用钢发生了很大的变化，过去的建筑结构所用的抗拉强度以及屈服强度相关数据均摘自于CISC(2006)历史记录，而目前加拿大对于工程结构钢以及普通建筑结构钢的标准定出7个钢种和8个强度级别。总之，采用钢结构可以有效的减少物料消耗、降低支撑部件与地基的尺寸，从而降低了整个建筑的结构成本。

　　(三)韧性

　　韧性是衡量材料在断裂前吸收能量和塑性变形的能力指标。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。钢结构足够的断裂韧性是必备的，特别对于受到冲击荷载和交变荷载(桥梁，吊车轨道等)的建筑结构来说更要具备此特性。在天气寒冷的地区设计钢结构，应该先考虑韧性这一因素。

　　(四)延性

　　延性是一种材料在拉伸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，尤其是抗震设计中比较重要的特性参数。目前，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。一般情况下，一个设计具有延性响应就要有足够的材料截面、材料延性以及结构延性和构件延性。

　　二、钢结构建筑所具有的特点

　　(一)大空间跨度钢结构建筑

　　主要应用于民用建筑中，同时也出现在机场、体育馆、博物馆等。一般采用圆钢管、矩型钢管制作成空间桁架、拱架及斜拉网架结构。

　　(二)轻钢结构建筑

　　轻钢及重钢的根本区别就是表现在所承受的围护材料轻重方面，并不在于结构本身的轻重。轻钢结构主要有三种：一种是用断面较小的型钢(如角钢、钢筋、扁钢等)制作桁架，再组成骨架结构;一种是用薄钢板冷轧的薄壁型钢组成的骨架结构;还有的是将这两种混合使用组成的骨架结构。目前，我国的轻钢结构建筑发展快，并在轻型工业的厂房、仓库、各类交易市场、体育场馆等建筑中被广泛的应用。

　　(三)高层重钢结构建筑

　　高层重钢结构建筑主要使用钢板连接型钢、焊接成构件，经过焊接后形成一个结构体系，这才是一座城市的标志性建筑。

　　三、钢结构施工的安装要点

　　(一)钢构件的堆放及安装机械地点的选择

　　依照安装流水的顺序，那些从中转堆场配套运送至现场的钢构件应该采用装卸机械，将其安置在械的回转半径内，一般安装结构的用地面积是结构占地面积的1.5倍。一般钢结构的安装采用的是塔式起重机，起重能力要相应足够，并且臂杆长度要有够的覆盖面，这样才能够满足各种不同部位构件的起吊要求。此外，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。各个塔式起重机之间要有相应的安全距离，保证安全运转，臂杆与塔身之间不能出现碰撞。钢结构比较适用于规整、匀称以及较平的建筑平面，因此安装流水线的布置必须因地制宜。

　　(二)选材及连接

　　土木工程中的建筑钢材主要采用的是：普通的低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等三种，尽管碳钢的塑性比较低，但是硬度、强度都是比较高的。在钢结构中，梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，在遇到特殊要求时，可以对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，确定出焊接的格料和各项参数。要注意高强螺栓的连接及孔位的精度，注意制孔的种类：一个是精度较高的数控钻孔;另一个是精度相对较低的模板制孔。

　　(三)油漆工艺流程

　　1、下层处理 措施

　　先将金属的表面清理干净，再做除锈工作。手工处理先用钢丝刷反复刷打，再用精砂布打磨，使得表面光亮、平滑，最后用棉纱或者纱布把打磨下的锈粉和浮灰等一并清理干净。

　　2、涂防锈漆、刮腻子

　　涂漆前要保证金属表面是干燥的，如有水份要立即擦干。施涂时要刷细、刷满、涂刷到位，并且要注意铆孔内不能有涂料涂入。当防锈漆干燥后，采用和油漆配套的腻子把构件的表面缺陷刮平。此外，腻子干燥后还要打磨平整，并清理干净。

　　3、 涂磷化底漆

　　涂刷磷化底漆两个小时以后，可涂刷其它面漆或底漆。通常情况下，二十四个小时后可以用清水或者毛刷清理表面的磷化残留物。

　　四、结束语

　　总之，钢结构的生产尚未形成系统体系，在设计上又比混凝土结构的设计更为复杂。因此，在土木工程中要充分考虑到钢结构本身的特点，生产标准、价格标准以及质量标准等。近几年来，钢的产量虽然有了大幅度的提高，但是人均产量相对较低，使混凝土的价格优势逐步体现出来了。钢结构要在工程中发挥出积极作用，仍需要多方面的共同努力。

　　五、参考文献

　　【1】陈汉永《试论钢结构施工技术在工程中的应用》[J]，《广东科技》2010年02期。

　　【2】张敏《浅析钢结构在土木工程中的应用》[J]，《黑龙江科技信息》2010年08期。

　　【3】王彩华、吴剑锋、张丽娜《钢结构的腐蚀与防护》[J]，《建材技术与应用》2009年02期。

　　【4】丁泽良、杨鹏、汤迎红、黄守辉《钢构件表面涂层结合强度的研究》[J]，《金属材料与冶金工程》2010年01期。

　　【5】徐伟良、何余良《多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用》[J]，《建筑技术》2009年03期。

　　【6】林振格《钢结构在土木工程中的应用研究》[J]，《价值工程》2011年08期。

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 试论钢结构在土木工程中的应用

文章地址： http://www.qikanvip.com/tumugongcheng/4738.html