鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的應(yīng)用研究

【摘要】土木工程施工過(guò)程中，應(yīng)用較為普遍的就是鋼結(jié)構(gòu)，其與混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有更強(qiáng)的抗壓性，更加安全穩(wěn)定。本文主要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在土木工程中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并從選材、安裝、防銹等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而使鋼結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量得以有效提高。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu);土木工程;應(yīng)用

1、前言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迅速化，建筑行業(yè)也得以迅速發(fā)展。在建筑行業(yè)中，土木的發(fā)展仍處于較為重要的地位，不論是規(guī)模，還是數(shù)量均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。當(dāng)前，由于鋼結(jié)構(gòu)具有材質(zhì)性能良好、應(yīng)用較廣泛、可塑性較高等優(yōu)勢(shì)，逐漸在土木工程中得到廣泛應(yīng)用。但是，由于鋼材自身原因，通常會(huì)受到各種因素的限制，因此，土木工程中在使用鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)候，需要確保安裝以及施工的準(zhǔn)確性，并做好相應(yīng)的防銹工作，從而使工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量得以有效保障。

2、土木工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

（1）建造成本低。土木工程施工中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，能夠使建造成本得以有效降低，建造成本作為建筑實(shí)際建設(shè)過(guò)程中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其與傳統(tǒng)施工中應(yīng)用的混凝土具有更為顯著的優(yōu)勢(shì)，例如，鋼結(jié)構(gòu)具有比較強(qiáng)的韌性以及耐性，且質(zhì)量較輕等優(yōu)勢(shì)。因此，在土木工程當(dāng)中，運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)能夠使建筑材料得以有效節(jié)約，并使建筑材料的成本相應(yīng)降低，從而使工程造成得以有效降低。

（2）促進(jìn)建筑穩(wěn)定性的提高。鋼結(jié)構(gòu)在各個(gè)方面均具有顯著優(yōu)勢(shì)，例如，其在延展性、韌性、強(qiáng)度、剛度等各個(gè)方面均具有顯著的性能，這就促使建筑在對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行應(yīng)對(duì)的能力得以有效提升，因此，土木工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，能夠有效促進(jìn)建筑的穩(wěn)定性。

2.2鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的缺點(diǎn)

（1）較差的耐腐蝕性?，F(xiàn)代建筑當(dāng)中，大部分建筑的鋼結(jié)構(gòu)需要暴露在空氣中，如果沒(méi)有對(duì)建筑實(shí)施反腐蝕措施，這就導(dǎo)致建筑物會(huì)受到相關(guān)自然物質(zhì)的侵蝕，并對(duì)建筑物自身的穩(wěn)定性造成影響。雖然對(duì)建筑物實(shí)施相應(yīng)的反腐蝕操作，但是，鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，也會(huì)受到相應(yīng)的侵蝕，這就導(dǎo)致無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間的確保建筑穩(wěn)定性的良好性[1]。

（2）對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有較高的要求。鋼結(jié)構(gòu)與混凝土相比，其在設(shè)計(jì)上通過(guò)具有較高的要求，且更為復(fù)雜，這就需要進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算，如果計(jì)算出現(xiàn)差錯(cuò)，就會(huì)對(duì)建筑的整體產(chǎn)生不良影響。

（3）材料的價(jià)格存在不穩(wěn)定性。土木工程中所使用的鋼結(jié)構(gòu)，通常具有較高的價(jià)格，但是，建筑企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)成本的有效節(jié)約，就會(huì)放棄對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的使用，這就會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用受到限制。

3、土木工程中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工的要點(diǎn)

3.1選材與焊接

（1）選材。建材市場(chǎng)當(dāng)中，鋼材包括：板材、型材、管材等。而鋼結(jié)構(gòu)所采用的材料，大部分選擇碳素鋼材。碳素鋼材通常具有較高的硬度以及較大的強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，但是其可塑性通常比較差。土木工程當(dāng)中，鋼結(jié)構(gòu)的柱面通常包括工字形以及箱型截面，近幾年，十字形界面逐漸得到廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)以及鋼材料的有效選擇，通常對(duì)建筑所具備的穩(wěn)定性具有決定性作用。因此，在進(jìn)行鋼材焊接之前，需要根據(jù)工程的工藝技術(shù)實(shí)施相應(yīng)調(diào)整，以此確保焊接的穩(wěn)固性。

（2）昆明地鐵線(xiàn)網(wǎng)控制中心工程通過(guò)厚板焊接坡口設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)、組合焊接新工藝、多層多道錯(cuò)位焊接技術(shù)、焊接環(huán)境的控制等多項(xiàng)技術(shù)，使本工程焊接合格率達(dá)到100%。同時(shí)自主研發(fā)改進(jìn)焊接機(jī)器人，通過(guò)本工程的試驗(yàn)，使焊接機(jī)器人增加了焊縫軌跡示教跟蹤控制技術(shù)、焊縫電弧跟蹤控制技術(shù)、多層多道自動(dòng)排道焊接技術(shù)、喇叭口（漸變坡口）焊接控制技術(shù)、焊接參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)及成套控制技術(shù)，達(dá)到了焊機(jī)機(jī)器人真正可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)施工的條件。

3.2儲(chǔ)存與安裝

（1）鋼材料的儲(chǔ)存。鋼材料在進(jìn)入到施工場(chǎng)地之后，需要對(duì)其進(jìn)行有效存放。在對(duì)鋼材料進(jìn)行保管的時(shí)候，需要確保存放區(qū)域的安全、合理，且鋼材安裝區(qū)域的面積需要在鋼結(jié)構(gòu)安裝之后的2倍以上。通常施工現(xiàn)場(chǎng)需要依據(jù)工程的實(shí)際進(jìn)度，將鋼材運(yùn)往其安裝位置。因此，對(duì)鋼材料的具體存放位置的選擇極為重要，需要保證鋼材料的存放位置能夠在具體施工的工作范圍內(nèi)。除此之外，在進(jìn)行存放的時(shí)候，如果鋼材料出現(xiàn)變形現(xiàn)象，就需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)矯正，而對(duì)于無(wú)法有效矯正的鋼材料，就需要及時(shí)更換，避免由于鋼材問(wèn)題而延誤施工。

（2）鋼結(jié)構(gòu)的安裝。①安裝工序：鋼柱安裝：吊裝前準(zhǔn)備→鋼柱定位→吊裝臨時(shí)就位→柱身垂直度校正;鋼梁安裝：吊裝前準(zhǔn)備→調(diào)整固定→高強(qiáng)螺栓連接→校正。②工藝方法：鋼柱安裝工序：吊裝之前，在鋼柱的一側(cè)安裝爬梯，并在柱頂以下的1.3m處，對(duì)臨時(shí)鋼槽進(jìn)行焊接固定，確保爬梯以及臨時(shí)鋼槽的牢固性。然后將鋼柱吊至就位上方約200mm的位置，就需要停機(jī)穩(wěn)定，在就位時(shí)，將其對(duì)準(zhǔn)鋼柱的截面之后，緩慢下落，并將鋼柱的四邊中心線(xiàn)與鋼柱的下段進(jìn)行對(duì)齊，通過(guò)螺栓以及雙夾板進(jìn)行臨時(shí)固定。在吊裝就位之后，通過(guò)大六角頭的螺栓，經(jīng)過(guò)連接板將上下耳板進(jìn)行固定，然后將螺栓擰緊。通過(guò)全站儀的使用，對(duì)鋼柱的實(shí)際垂直度實(shí)施相應(yīng)調(diào)整。在調(diào)整的時(shí)候，通過(guò)上下柱之間的標(biāo)高控制線(xiàn)距離，對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的數(shù)值進(jìn)行比較，通過(guò)千斤頂進(jìn)行回正，同時(shí)，需要對(duì)焊接收縮的變形量進(jìn)行考慮，然后將標(biāo)高所產(chǎn)生的偏差調(diào)整到5mm之內(nèi)，在滿(mǎn)足要求之后，就可以打入鋼楔，然后焊接約束板，避免鋼柱出現(xiàn)回落[2]。

3.3合理施工

隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)迅速發(fā)展，土木工程在實(shí)際施工建設(shè)過(guò)程中，需要對(duì)生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行充分考慮，并在實(shí)際建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)綠色建筑理念進(jìn)行應(yīng)用。在施工過(guò)程中，不論是鋼結(jié)構(gòu)，還是混凝土結(jié)構(gòu)，都需要確保施工的時(shí)候能夠?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境相關(guān)因素進(jìn)行充分考慮，并將綠色建筑的相關(guān)思想融入到實(shí)際施工中，通過(guò)合理施工，確保綠色建筑。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)作為土木工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中的兩大體系之一，其也屬于當(dāng)前建筑工程中應(yīng)用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)模式，屬于具有顯著優(yōu)越性的一種新型結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在土木工程的應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)越性，但是，也存在相應(yīng)的問(wèn)題以及缺陷，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用產(chǎn)生限制。因此，工程建設(shè)過(guò)程中，需要采取相應(yīng)的措施，對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，從而確保鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及安全性，并在工程性能得到保證的同時(shí)，促使鋼結(jié)構(gòu)所具備的優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，從而使鋼結(jié)構(gòu)施工能夠在土木工程的實(shí)際建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔連福，韓雅君.淺談土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2018.

[2]楊宏.土木工程建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用與管理分析[J].智能城市，2018.

[3]鄒振民.關(guān)于土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018.

作者簡(jiǎn)介：

崔學(xué)忠，昆明軌道交通集團(tuán)有限公司，云南昆明。