1、浅析土木工程施工中钢结构的使用摘要：随着土木工程兴建的越来越多，在土木工程中，所应用的材料和技术也在不断的更新。在土木工程中主要是以混凝土和钢筋为主要材料，在桥梁和高层建筑中，越来越多的应用到钢筋，并且建筑的结构形式也在发生着变化，向着多元化和交叉化的方向发展。在土木工程中，根据不同的建筑性质会采用不同的钢筋材料。本文对于土木工程中钢结构的施工技术进行了阐述，为土木工程中钢结构的应用提供了技术借鉴。关键词：土木工程；钢结构；应用 中图分类号：TU391 文献标识码： A 土木工程在施工时，对钢结构的使用是非常重要的一个环节。从土木工程自身的建设来看，在对钢结构进行应用时，必须综合考虑工程的施工
2、成本、施工质量以及结构特性等，确保土木工程建设的安全性和可靠性。而为了保证工程达到一个较高的技术水平，在刚结构的使用上要根据实际情况，针对工程特点对其进行分析，对于不同的工程要作出相对的调整，增加钢结构的强度，确保建筑的安全性和耐久性。同时 也要保证施工人员的专业性和其他的外在因素，这样才能在工程顺利完成的同时，达到预期的效果。但是，从目前的发展形式看，钢结构在土木工程中的应用存在着许多制约性因素，因此，需要对钢结构的特点进行全面分析，对应用中存在的问题进行针对性的解决。 1、钢结构的发展现状 所谓的钢结构是指在工程中建筑结构主要采用以钢材制作为主，由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件
3、组成；各构件或部件之间采用焊缝、螺栓或铆钉连接的结构，是主要的建筑结构类型之一。而钢结构在土木工程中的应用最早可以追溯到 18 世纪的英国，而世界上现存最著名的钢结构建筑则是法国的埃菲尔铁塔，其也成为钢结构建筑发展史上的奇迹。我国钢结构建筑的发展是从近现代开始的，由于科学技术的发展，使得钢材生产的新技术和新工艺层出不穷，钢材的质量和类型得到了巨大的发展，也为钢结构建筑的发展提供了必要的条件。进入2000 年以后，我国国民经济显著增长，国力明显增强，钢产量成为世界大国，在建筑中提出了要“积极、合理地用钢” ，从此甩掉了“限制用钢”的束缚，钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。特别是 2008 年前后
4、，在奥运会的推动下，出现了钢结构建筑热潮，强劲的市场需求，推动钢结构建筑迅猛发展，建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑，其中，有的钢结构建筑在制作安装技术方面具有世界一流水平，如奥运会国家体育场等建筑。目前，我国钢材生产原材料丰富，仅 2011 年一年，产量就达到 6. 83 亿吨，稳居世界首位，全国共有 54 家大型钢铁企业，为建材市场提供了充足的钢铁建材，也促进了我国钢结构建筑的快速发展。目前，我国最著名的钢结构建筑为 1997 年设计建造的上海金茂大厦，其建筑高度 421m，结构高度 395m，成为我国钢结构建筑的代表。 2、钢结构运用在土木工程建设中的优势 土木工程建设在我国的
5、经济发展中发挥了重要的作用，在现代化社会发展的过程中，如果还是采用传统的混凝土施工方法，在结构的稳定性方面将会受到影响。所以为了适应时代的发展，对土木工程结构进行了调整，在工程中，利用各种不同型号的钢筋组成结构体，将会增加建筑的稳定性，这是对土木工程结构进行的改良。 2.1、抗压性能好 钢材，它是用硅、铁、钛、锰等多种元素，并结合其他的材料而组成的一种合金。因为合成的元素多，所以钢材具有铁、水泥、混凝土等不具备的多种优点：第一，安全性高。钢材具有比较好的韧性和延展性，尤其是目前的一些先进炼钢技术，已经可以炼制出抗疲劳、抗冲击性能比较好的桥梁专用钢，以及抗高温及抗氧化特性的耐热钢。这些钢材应用在
6、水利、道路等工程中，可以有效避免混凝土材料工程中容易出现的沉降、裂缝等问题，所以钢结构土木工程安全性高，病害发生率低，可以长期地使用。第二强度高，刚度好，具有良好的抗压能力以及抗震能力。尤其是抗震能力，明显优于混凝土结构，因此它可以完善房屋建筑的整体结构性能，延长房屋的使用寿命。另外，因为钢结构是由不同型号的钢筋组合而成的钢构体，所以在整体上具备了钢筋的性能。钢筋本身具有很好的韧性，所以抗压性能特别好。那么在土木工程中，应用了钢筋网作为加固结构，改善了建筑的结构性能，具有很强的抗压性，并且针对地震等自然灾害，具有很强的防御功能。 2.2、环保节能 钢结构建筑施工中，由于其作业量较小，产生的噪音
7、少，废料可以进行回收利用，对于环境的污染极小，加上钢结构自身投入少收益高，便于拆卸，回收方便等特点，使得其成为土木工程中一个极为重要的组成部分。另外，随着技术的不断发展，研发出来的钢材性能越来越好，生产率逐渐提高，成本低，而且钢材的占用空间比较少，所以在土木工程中应用钢材，可以增大建筑的使用空间，节约工程成本，减少环境污染，受到了广大建筑商的青睐。 2.3、施工速度快，而且经济性与安全性好 由于钢结构材料是由建材工厂专门合成之后直接送往工地使用的，所以受天气因素影响较少，而沙石等传统的建筑材料受到天气影响的因素比较大，一旦遇到雨雪天气，就会影响到工程的施工进度。另外，钢结构在土木工程的应用一般
8、是与混凝土楼板施工交叉进行的，在建筑进行外部装修的时候，可以同时进行内部钢结构的安装。当施工材料紧缺的时候，钢厂生产还可以与工程施工同步进行，因此大大地提高了工程的施工进度。而且钢材具有良好的抗压能力，韧性好，所以提高了施工的安全性。另外，在过去的工程中大量的使用混凝土作为施工材料，而混凝土是由多种原材料组合而成的，所以需要耗费大量的精力和财力来购置这些原材料，并且在混凝土的拌和、浇筑、养护等一系列的过程都会耗费大量的成本。使用钢构体作为主要材料，在结构上更加的简单，也有利于节约成本，从根本上提高施工单位的竞争力。 土木工程中钢结构施工技术 3.1、钢结构与混凝土联用技术 钢结构与混凝土都是现
9、代土木工程中常用的两种建筑材料，二者的联合使用在工程施工中是比较常见的。其中的一种技术就是分层压密注浆技术，即按照比例搭配钢材以及混凝土，并给建筑结构施加一定的压力，从而让混凝土材料与钢结构紧密地粘合。其主要工序见下图：第一定位。定位工作非常重要，定位的准确性直接影响到后期的质量，所以首先应该保证定位的准确性。在定位之前，要对工程现场的土质水文状况进行详细的勘察，为定位工作做好充足的准备。采取这一措施主要是为了找准分层压密注浆的孔位，并且使用短钢筋对其进行标准。放线要在这一操作完成之后进行，对施工的场地范围以及相关的路径都要合理进行规划；第二是钻孔。主要可以分为两种，一种是机械钻孔，就是用钻头
10、对准确定好的孔位，使用平钻法钻进成孔。第二种是人工钻孔，就是对成孔之后的缺陷进行人工修补，保证成孔的质量。钻孔是一些非常细致的工作，如果施工人员没有控制好相关的参数以及技术，就会给下一步的注浆工序带来麻烦；第三是注浆。清理孔径也是一个重要的步骤，操作结束后按照图纸进行注浆。施工人员需把钻杆上部与注浆泵相互连接，整个注浆的操作顺序是由下往上，借助液压设备把水泥砂浆强制性压入基坑的土层里。注浆量的控制非常的重要，一般来说要根据注浆孔的尺寸来进行确定，等过程结束后，孔口要及时封住，避免浆液不能很好的凝固；第四是养护。分层压密注浆之后一定要进行维护。一般来说，注浆的养护周期是 28 天，只有超出了这个
11、时间段才可进行下一步的土钉墙施工。在养护期间，重点是检测水泥浆的抗压性能，根据其密实程度来判定水泥浆的凝固程度，如果凝固不好，要及时补充水泥，确保注浆孔的结构稳定。 3.2、钢结构安装焊接施工技术 首先是施工顺序。钢结构安装施工顺序按建筑物的平面形状、结构形式和现场施工条件等因素进行确定。在竖向上，以一节钢柱为一个施工层;在平面上,针对每一节钢柱内的柱、梁等构件,编制吊装顺序图。安装施工顺序：先从中间区段开始安装,形成刚性单元后,再向四周扩展,直至整节钢框架全部完成，当天安装的钢构件应形成空间稳定体系。其次是焊接技术钢结构在安装的过程中，要注意控制焊接技术，防止钢结构的质量受损。而焊接程序及一
12、般规定焊接的一般顺序为：焊前检查预热除锈装焊垫板和引弧板焊接检验。焊接前的准备。焊接的试验钢材一般是 Q345C 等，焊接的位置一般有 T 型角立焊、柱-梁平焊以及柱-柱横焊。至于坡口的尺寸以及形式，则要按照工程的具体要求。焊接的设备以及材料要符合国家的标准规范，气刨、清渣以及焊条烘干保温等装置要有效、齐全。最后是土木工程钢结构安全施工的措施，在土木工程施工中，不仅要保证工程的质量，同时更为重要的是要保证施工的安全，安全施工是工程能够顺利进行的基础保障。在施工之前，要建立完善的安全施工规章制度，组建安全施工小组，强化施工人员的安全意识，对施工人员进行安全知识培训，提升安全意识。在施工的过程中，
13、要加强安全监督工作，发现不符合规范要求的必须制止。对于施工人员必须严格要求，进入施工场地，必须佩戴安全帽，在施工期间，使用安全机具和采取必要的安全措施。在施工场地，对于危险的部位，要使用明显的标识。安全施工在工程的进展中非常重要，必须引起领导部门和施工人员的重视，将安全施工放在首要位置，保证工程顺利的开展。 3.3、安全施工管理 任何土木工程在施工过程中，都要把安全管理放在第一位。在土木工程钢材的安装过程中，要规范好操作程序，建立科学的管理体系，做好检查工作，全面监督施工的进程，做好施工人员的安全教育工作。施工队长要做好领导，对现场全面负责，落实安全施工措施。另外，要在施工现场悬挂警告牌以及标语，提醒施工人员注意安全。任何人员进入施工现场，一定要佩戴安全帽，机械和设备要每天进行检查，一旦发现问题，及时维修和解决，确保安全。 结束语 钢结构自身良好的性能，可以大大降低现代建筑成本，提高建筑质量，相关技术人员必须充分重视起来，对其中存在的问题进行解决，促进我国土木工程中钢结构的应用和发展。 参考文献： 1任媛.浅析土木工程施工中钢结构的使用J.中国新技术新产品,2013,01:56. 2王毓平.探讨土木工程建设中钢结构技术的应用与管理J.科技创新与应用,2013,07:205. 3史勇剑.浅析土木工程施工管理的问题及对策J.科技致富向导,2011,24:219.
