鄭 凱 軒

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451100)

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鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的應(yīng)用研究

鄭 凱 軒

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451100)

簡(jiǎn)述了鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，分析了鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用于土木工程中的優(yōu)缺點(diǎn)，并從選材、防銹、安裝、保管等環(huán)節(jié)，探討了土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)要點(diǎn)，以切實(shí)提升鋼結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。

鋼結(jié)構(gòu)，土木工程，防銹措施，耐壓性

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)建筑行業(yè)得到了迅速的發(fā)展。土木工程作為建筑行業(yè)重要的形式，無(wú)論從規(guī)模還是數(shù)量上都不斷增加。鋼結(jié)構(gòu)具有運(yùn)用廣泛、鋼材性能良好、可塑性高等優(yōu)點(diǎn)，在土木工程中十分受歡迎。但是由于鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)限制，在土木工程運(yùn)用過(guò)程中，必須掌握施工及安裝要點(diǎn)，以保證工程整體的質(zhì)量與安全。基于此，加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中運(yùn)用的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

1 鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1)鋼材具有良好的性能。一般來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)中所用的鋼材，一般是摻入了硅、鈦、錳等元素的合金材料。鋼結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的剛度與強(qiáng)度，具有顯著的抗拉及抗壓性能，防震效果顯著，能夠有效的提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時(shí)，由于鋼材的延展性以及韌性較強(qiáng)，能夠提升鋼結(jié)構(gòu)整體的承壓能力，提升建筑結(jié)構(gòu)整體的質(zhì)量。

2)鋼結(jié)構(gòu)耐壓性及韌性極強(qiáng)，加上本身重量較輕，在體育館、電影院、機(jī)場(chǎng)等傳統(tǒng)土木工程項(xiàng)目中得到廣泛的運(yùn)用。對(duì)于大空間大跨度結(jié)構(gòu)中，如果支撐的柱子較少，很難保證建筑整體的穩(wěn)定性，而如果支撐柱子過(guò)多，對(duì)平面空間布局又會(huì)造成極大的影響。但是鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，一般不需要太多的支撐柱子就能夠保證整體體系的穩(wěn)定。同時(shí)，在高新技術(shù)發(fā)展中，出現(xiàn)了越來(lái)越多的輕質(zhì)鋼材，進(jìn)一步減輕了鋼結(jié)構(gòu)的自重，大大降低了對(duì)地基的要求，同時(shí)還能夠節(jié)約工程成本。

2 鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中運(yùn)用的優(yōu)缺點(diǎn)分析

2.1 鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)

1)價(jià)格優(yōu)勢(shì)。在土木工程施工過(guò)程中，選擇鋼結(jié)構(gòu)能夠節(jié)約更多的建材使用。與普通的鋼筋混凝土相比，鋼結(jié)構(gòu)各個(gè)方面的性能都具有重要的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)使用鋼結(jié)構(gòu)能夠節(jié)約鋼筋混凝土材料，從而節(jié)約整體的工程造價(jià)，為建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升做出巨大的貢獻(xiàn)。

2)提升建筑綜合性能。由于鋼結(jié)構(gòu)在韌性、延展性、剛度以及強(qiáng)度方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用于土木工程中，能夠提升建筑整體的抗風(fēng)性能、抗震能力等，保證建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中運(yùn)用的缺點(diǎn)

1)耐火性能差。鋼結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)耐火性能較差，金屬材料在受到高溫后會(huì)出現(xiàn)融化變性問(wèn)題，容易對(duì)原來(lái)的結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的破壞。我們熟知的911事件、雙子塔等，都是由于火災(zāi)才導(dǎo)致建筑物的坍塌。這就是鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中運(yùn)用的缺陷之一，火災(zāi)情況下對(duì)鋼結(jié)構(gòu)形成造成嚴(yán)重的影響，威脅建筑安全。

2)耐腐蝕性能較差。在土木工程運(yùn)用過(guò)程中，有時(shí)候鋼結(jié)構(gòu)需要長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，如果缺少必要的防腐措施，難免會(huì)受到自然物質(zhì)的腐蝕作用，就算一定保護(hù)，在長(zhǎng)時(shí)間下也會(huì)出現(xiàn)氧化，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響。

3)設(shè)計(jì)要求較高?，F(xiàn)對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)在運(yùn)用過(guò)程中，設(shè)計(jì)過(guò)程更為復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)繁雜的計(jì)算，在設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，對(duì)其整體的運(yùn)用效果造成影響。

4)鋼材價(jià)格不夠穩(wěn)定。根據(jù)對(duì)目前鋼材市場(chǎng)的分析，鋼材價(jià)格具有不穩(wěn)定的特點(diǎn)。另外，對(duì)于用于土木工程的鋼結(jié)構(gòu)，在選擇鋼材中往往價(jià)格較高，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，建筑企業(yè)為了節(jié)約成本，有時(shí)候不得不放棄對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的使用，這也是鋼結(jié)構(gòu)推廣受到限制的原因之一。

3 土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工與安裝要點(diǎn)

3.1 合理選材，提高焊接質(zhì)量

現(xiàn)階段，建材市場(chǎng)中，鋼材包括型材、板材、管材以及金屬制品四大類型。在土木工程鋼結(jié)構(gòu)中，一般以碳素鋼、低合金鋼為主。碳素鋼具有強(qiáng)度大、硬度強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，但是可塑性較差。在建筑工程建設(shè)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)柱面主要是工字形、箱型截面，近年來(lái)十字形界面也不斷增多。而土木工程鋼結(jié)構(gòu)梁柱一般焊接為H型階段。有時(shí)候根據(jù)建筑功能需要，也會(huì)焊接成復(fù)合型截面。鋼結(jié)構(gòu)合理性以及質(zhì)量在很大程度上決定了建筑整體的質(zhì)量，因此，必須保證鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量，在焊接前，需要對(duì)相關(guān)焊接工藝進(jìn)行詳細(xì)的研究，提高焊接施工的規(guī)范化，保證各個(gè)焊接參數(shù)的合理性。

3.2 采取有效的防銹措施

在鋼結(jié)構(gòu)焊接完成后，為了避免鋼結(jié)構(gòu)被銹蝕問(wèn)題，保證鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量與功能發(fā)揮，需要采取涂抹油漆的方式防腐蝕。另外，為了保證涂抹的整體效果，首先需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的處理，對(duì)金屬表面進(jìn)行清理，為鋼材做整體的除銹工作。在手工除銹過(guò)程中，應(yīng)利用鋼絲刷進(jìn)行反復(fù)的刷磨，之后利用紗布進(jìn)行表面打磨，保證鋼結(jié)構(gòu)表面光滑，最后清除表面的銹粉。磷化底漆涂刷是涂抹防銹漆的最后一道工序，在底漆涂刷完2 h后，可以涂刷其他面漆，在面漆涂刷過(guò)程中，應(yīng)該采用多利多刷的局面，保證油漆不能發(fā)生流墜問(wèn)題，保證面漆看起來(lái)飽滿均勻，且色澤光亮。在涂刷后應(yīng)該全面檢查，避免發(fā)生漏刷等問(wèn)題。通常來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)面漆需要在兩道以上，厚度大約有70 μm。

3.3 合理的保管，保證安裝的科學(xué)性

為了提升鋼結(jié)構(gòu)性能，在材料進(jìn)入場(chǎng)地后，需要進(jìn)行妥善的保管，有關(guān)人員必須提升對(duì)鋼材保管的重視。另外，如果發(fā)現(xiàn)鋼材在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)變形的問(wèn)題，在鋼材投入使用前，必須進(jìn)行矯正處理，對(duì)于矯正困難的鋼材，還需要及時(shí)的更換，避免對(duì)工程整體進(jìn)度造成影響。對(duì)于鋼材保管地位選擇上，必須保證場(chǎng)地的科學(xué)性，而安裝場(chǎng)地必須在完成結(jié)構(gòu)的1.5倍面積以上。

盡管鋼結(jié)構(gòu)自身重量較輕，但是在安裝中，還需要使用機(jī)械設(shè)備，提升安裝的效率與質(zhì)量。起重機(jī)是常用的鋼結(jié)構(gòu)安裝輔助設(shè)備，選擇中應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇起重能力相匹配的機(jī)械。對(duì)于安裝現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)機(jī)械同時(shí)運(yùn)行的問(wèn)題，應(yīng)該合理調(diào)度，避免發(fā)生碰撞，對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及現(xiàn)場(chǎng)的安全性造成威脅。

在社會(huì)發(fā)展中，建筑工程建設(shè)還必須考慮到生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，提倡綠色建筑理念。因此，無(wú)論是混凝土結(jié)構(gòu)還是鋼結(jié)構(gòu)工程施工，都應(yīng)該考慮生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，不斷的引入綠色建設(shè)工藝，促進(jìn)對(duì)新材料、新工藝、新設(shè)備的使用與推廣，為我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析可知，鋼結(jié)構(gòu)是土木工程結(jié)構(gòu)中兩大結(jié)構(gòu)體系之一，也是目前很多建筑工程廣泛運(yùn)用的結(jié)構(gòu)模式。其具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)、抗震、抗壓性能強(qiáng)大等優(yōu)勢(shì)，但同樣存在成本高、耐火性差、耐腐蝕能力弱等缺點(diǎn)。對(duì)于一些鋼結(jié)構(gòu)工程施工與安裝過(guò)程中，必須從選材開(kāi)始，一直到材料堆放、涂刷油漆、焊接、安裝等各個(gè)方面加以重視，切實(shí)提升鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量，為建筑工程提供可靠保障，為推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)整體發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。

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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

鄭凱軒(1987- )，男，碩士，助教

TU391

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