1、论土木工程施工中的钢结构技术摘要：我国的土木工程在近几年发展非常迅速，他对我国的经济建设也起了非常重要的作用，在土木工程的发展过程中，最应该注意土木工程的质量，质量是一个工程的根本，也是一个建筑企业发展的根本，在现代的土木工程建设中，经常回运用到大量的钢结构技术，钢结构在土木工程中的运用，有效的提高了土木工工程的质量，也在一定程度上减少了工程施工的成本，保证了工程的质量，这是土木工程进步的表现。关键词：土木工程；钢结构；技术分析 中图分类号： TU319 文献标识码： A 在土木工程中，会因为施工技术的不规范，施工材料质量不合格等各种原因而影响到结构的稳定性，从而影响到建筑的质量。为了改善这种
2、现象，在土木工程中利用各种不同型号的钢筋组成结构体，提高了建筑的稳定性，同时在相关性能方面有所提升。 一、土木工程建设的现状 自从 20 世纪 50 年代起，我国的土木工程建设一直在不断地向前发展，而且发展速度很快。在近些年中，土木工程建设的发展尤为迅猛。土木工程建设在中国遍布各地，在我国各地一些新的建筑如雨后春笋出现。不仅仅是公路、铁道、桥梁，高楼大厦、会展中心也在建设中。我国的土木工程建设也取得了巨大的成就，在楼房建筑、铁路、公路的高速发展中，我国的桥梁建设也加入世界的先进队伍。例如：南京长江大桥的完工，把我国大跨桥的建设带入更新的技术水平。 土木工程中钢结构的特点 钢结构工程是以刚才钢材
3、制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。 以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。 、强度 在土木工程中使用到的钢结构常常都是由国家给出的相关标准来规范的，比如说 CSA 标准 ASTMstandardA992/A992M 或者 CAN/CSA
4、 G40.20/C40.21 等.钢结构的特点常常取决于它能承载的强度或者容纳的作用效应的能力.最近这些年，我国土木工程的建筑用钢在抗拉强度和屈服强度等方面都发生了很多的变化.其数据已经改变了过去 CISC 所记载的规定，而是按照屈服强度 260700MPA 的波动范围将土木工程用钢和一般建筑结构钢划分出多个钢种和多个强度级别.也就是说，这样的钢种类型区分和强度级别的划分有利于业主按照具体的建筑刚结构来选则相应的材料.总的来说，使用钢结构能够减少土木工程的投资成本，因为钢结构的钢种和强度的划分能够让材料用到实处，减少材料的浪费，而且钢结构自身的特性能够降低机构的重量，减少支撑部件和地基的尺寸大
5、小也能减少材料的使用. 、刚度 刚度的重要性就在于它的大小能够作为关键性的因素影响着振动，变形等适用性参数的大小。而结构体系在实际操作中的刚度大小则主要受结构体系的部件和连接件的分布的影响。简而言之，结构体系的刚度大小还是取决于其材料的几何截面性质和材料的弹性模量。大部分的结构钢的弹性模量为 200Gpa，这样的弹性模量相对于混凝土的弹性模量来说是比较大的，因为常见的混凝土弹性模量也只有 20-。0Gpa，就算是抗高压强度比较好的混凝土来说也不会超过 40-45Gpa 这个范围.总而言之，混凝土的钢性远远不及钢结构的好，大概相差十到五倍.所以从刚性的优劣来看，最好还是选择钢结构. 、延性 所谓
6、延性，通常就是指一种材料在其拉伸的时候抗断裂的塑性变形能力。大部分时候，结构设计过程中是必须要考虑到建筑物的延性的。尤其是针对抗震设计来说特别重要，因为在地震中最能抵抗震级影响的是那些主要结构框架延性特别好的建筑物，这样的建筑物在受到地震影响出现非弹性变形的时候其滞后耗能性很好。也就是说钢结构是现在土木工程材料的首选。当然，我们也务必要了解到，材料内部的延性好或者是韧性好并不代表建筑结构内在延性也很好。因为只有在材料的延性，策略的设计以及滞消机制的稳定性三者都得到很好的保证才能确保建筑结构内在的延性，而且延性值的能力和需求要与变延性水平，曲率延性以及位移延性要搭配得当才行。要是出现受弯构件受力
7、波动的话，就算是钢结构的应变延性很好也不能保证构件具有足够的曲率延性。 、韧性 针对材料断裂来说，韧性就是一种衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标。韧性好的材料一般能够很好的确保缺口部位的稳定性，防止出现裂纹的扩大化。对于钢结构来说，韧性则是它的一个优点，它能够使得钢结构在制造、安装以及使用的时候抵抗住相当程度的工业变形。也就是由于这样的优点，钢构件在弯曲!剪切!冲孔等等相关的制作过程中就能尽可能地减少裂纹带来的困扰。尤其是对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说，其钢结构务必要有很好的断裂韧性。而且要是在气候比较冷的地方设计钢结构的话，韧性也是不得不考虑进去的因素，因为温度能够影响
8、钢结构的断裂韧性，气温过低的话就会使得断裂韧性变低。在改善钢结构的韧性方面，相比较而言，低碳铌钢比高碳钢成分钢要好一点。 、整体 按照上面对钢结构的强度、刚性、延性和韧性的分析来看，选择钢结构比选择钢筋混凝土好得多，加之钢结构根据各种性质划分出各种种类，能够方便设计出灵活性比较好的!空间利用率比较高的具体土木工程，而不会产生浪费。比如说别具异国特色的房屋建筑物的设计以及材料的使用就是各不相同的，需要相应的刚度!强度的钢结构；除此之外，钢结构还是一个比较合理有效的悬臂施工体系。这样的体系不但能够适当地应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔，可以为管道以及其它供电线路提供通道，从而降低了楼层的高度，还能
9、够使得建筑物变得更加具有美感。钢架像在钢结构中一样，被用来扩展现有的混凝土建筑结构或者增加楼层。在工程实施过程中，装配钢结构和混凝土建筑结构各自所要求的人员数目相差很大，钢结构能够节省较多的劳动力；而且，两者在安装和制作质量上进行比较的话，钢结构始终都是比较简易和优质一点的，即便是在工程出现问题的时候钢结构在修缮上面所消耗的人力和财力都大大小于混凝土结构，尤其是对于在要附加支撑系统时，钢结构的施工进度远远超出钢筋混凝土结构 四、钢结构与混凝土技术联用 、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，
10、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。 、钻孔 分层压密注浆孔的制作难度较大，在进行实际的操作中一定要严格按照相关的标准参数来控制，否则不利于注浆工艺的顺利施工。分层压密注浆的钻孔分两部分：机械钻孔，利用钻头按照之前确定的孔位，选用干钻法平稳操作；人工钻孔，这种方法主要是对成孔后缺陷的地方人工修补，保证成孔质量更加标准。 、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
11、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。 五、钢结构安装焊接施工技术 、手工电弧焊及二氧化碳气保焊焊材和设备 焊条应在高温烘干箱中烘干，焊条烘干次数不得超过两次。焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。二氧化碳气体纯度应不低于 99.9%（体积比） ，含水量应低于 0.05%（重量比），瓶内高压低于 1MPa 时应停止使用。焊机电压应正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。 、安装焊接程序及一般规定 焊接的
12、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。具体情况：焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各 100mm 范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。 六、钢结构施工安装要点 整体来说，钢结构的施工流程比较复杂，并且建筑的要求不同，在细节上也有很大的差异性。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。通常情况下安装结构的用地面积应为结构占地
13、面积的 1.5 倍。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。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才可以满足安装要求。 七、土木工程建设中钢结构技术应用存在的问题 、钢结构技术应用的复杂性 钢结构技术应用的复杂性主要表现是：可能有多种因素引发钢结构的质量问题，即便是导致的相同的质量问题也可能是不同的原因诱发的，由此可见钢结构的技术应用什么复杂。在设计建筑结构时要注意它的使用范围，要根据钢结构体的具体情
14、况来设计较高的承载力。设计钢结构体，必须要要做到计算的精确性。最好是一次做到位，因为钢结构体的设计极为复杂，图纸繁多。 、钢结构体技术的应用具有严重性 钢结构体技术应用的严重性表现为：一旦在土木工程建设中钢结构体应用不当发生事故，会延长并耽误完成工程的日期；其次，还会致使建筑物的坍塌带来重大的人身伤亡、给企业带来财务损失。从而使建筑的成本增加，造成不必要的经济损失，引发不良的社会反应。 、钢结构体技术应用的可变性 钢结构体技术应用的质量问题会伴随着外界环境的变化和时间的流逝而不断地产生变化，并逐步体现质量方面的缺陷。 、钢结构体技术的应用事故的频繁发生性 由于传统的土木工程建设主要是运用水泥，
15、而现在主要采用钢结构体。由于没有对施工钢结构体的合理科学施工方法，会诱发建筑事故的频繁发生。 八、土木工程建设中应用钢结构技术存在问题采取的措施 由于以上种种问题的存在，在土木工程建设中要采取一系列的措施避免建筑事故的发生十分必要。只有在安全施工的基础上才能节省建筑成本，提高建筑物的质量，最重要的是保障施工人员的人身安全性。第一，在选择建筑材料上要引起必要的注意。要选择符合标准且优质的钢材，不能为节省成本选择劣质的材料，最后导致捡了芝麻丢了西瓜、因小失大；第二，要做到土木工程建设合理的监督工程，避免因为工程建设不到位而诱发的建筑事故。从而导致施工过程中人身伤亡和财务损失，最终导致企业的经济价值
16、的减少；第三，加强对管理者和民工的技术培训，增强他们对钢结构体的认识和了解程度，从而使民工在施工时更加熟练，避免没有必要的损失；第四，加强施工时安全意识的宣传。 总而言之，随着施工技术的进步，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。 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,2013,01:26 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,2013,07:20 3丁元芹. 钢结构在施工过程中的监理要点J. 科技致富向导,2013,09:29 4丁开杰. 土木工程的施工工艺及新工艺的运用J. 甘肃科技纵横,2013,10:17
