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土工工程施工中钢结构的运用
发布时间:2020-06-05

  摘    要: 文章以钢结构在土木工程施工技术中的应用为研究对象,首先对常见的钢结构技术进行了简单的介绍与分析,随后围绕钢结构如何在土木工程施工技术中的应用提出了一些应用措施,以供参考。

  关键词: 钢结构; 土木工程; 施工技术; 应用;

  钢结构本身自重轻,抗震性优良,易于装配,工业化程度高,因此在实际土木工程施工中有着较为广泛的应用。然而钢结构自身易腐蚀,耐火性差,因此需要在实际土工工程施工过程中,做好钢结构施工技术的应用实施,这对于整体土木工程质量提升有着较为积极的影响意义。

  一、常见的钢结构技术简析

  (一)高层钢结构技术

  高层钢结构主要是以建筑实际高度与设计要求为依据,确定具体的钢结构形式,比较常见的钢结构形式为框架支撑、筒体和巨型框架结构,具体在钢构件方面,可采用钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件质量较轻,并且有着良好的延性,可以采用焊接型钢或轧制型钢,这种钢结构材料比较适合超高层建筑;而对于劲性钢筋混凝土构件而言,本身具有刚度大、防火性优良等优点,因此非常适用于中高层建筑。钢管混凝土施工简便,多用于柱结构施工。
 

土工工程施工中钢结构的运用
 

  (二)空间钢结构技术

  对于空间钢结构而言,本身具有自重轻、刚度大、造型美观等优势特点,并且实际施工速度快、效率高。在实际应用方面,主要结构形式为以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架为主,能够赋予建筑空间结构较大的刚度,且实际消耗的钢材量也比较少。除了网架结构形式外,空间钢结构还包含大跨悬索结构、索膜结构等形式。

  (三)轻钢结构技术

  轻钢结构技术主要应用轻型彩色钢板,制成建筑墙体或屋面围护结构,通常需采用钢板进行焊接或轧制,应用于大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条,还可以采用轻钢制成柔性支持系统,跨度能够达到30m以上,实际消耗钢材量也比较小。当下针对于轻钢结构,已经有标准化的设计程序与专业化生产企业,轻钢结构安装速度快,整体投资也比较少,实际轻钢结构技术施工不受季节所限,在各种轻型工业厂房中得到了广泛的应用。

  二、钢结构在土工工程施工技术中的应用

  (一)科学合理选择钢结构材料

  在进行钢结构材料选择时,主要目的是保证钢结构具有较强的承载能力,避免在完成钢结构施工后,受影响条件影响,出现脆性破坏问题,严重影响整体土木工程质量。在实际进行钢结构材料选择时,还需要充分考虑钢结构荷载特征、钢结构工作环境、结构形式、应力状态等诸多因素,在此基础之上,还应严格遵循《钢结构设计规范》提出的相应要求,保证钢结构材料选择的合理性。对于土木工程施工而言,在实际进行钢结构材料选择时,主要以碳素钢与低合金钢为主。针对于土木工程施工中的柱面结构而言,主要应用的是工字型或箱型截面钢结构,针对一些具有特殊要求的土木工程,还会应用到一些复合型钢截面。在实际进行钢结构选择时,需要结合不同钢截面要求,做好合理的选择。

  (二)做好钢结构油漆涂抹防护

  在土工工程施工中应用钢结构,受外界环境以及钢材本身特性所影响,经常会出现锈蚀问题,从而对于钢结构承载能力带来严重影响,不利于整体钢结构安全稳定性提升。因此需要施工人员加强油漆涂抹,做好钢结构表面防护工作。在涂抹油漆前,需要施工人员做好钢结构的基础性处理,确保钢结构表面干净整洁,并将已经存在的锈蚀痕迹刷磨干净,再用粗砂布进行打磨,全面保证钢结构表面的光洁性。在一些土木工程施工过程中,由于需要采用的钢结构较多,需要实际打磨的面积比较大,因此会采用砂轮机进行统一的除锈工作。此外,油漆涂抹注意要均匀适中,在完成涂抹后,需要做好防护,避免出现人为剐蹭,影响油漆干燥效果。

  (三)做好钢结构的连接技术选择

  在土木工程施工中,主要有三种钢结构连接技术,不同连接技术优缺点各不相同,可结合土木工程施工实际做针对性的选择应用:

  (1)焊缝连接。这种连接技术主要是通过电弧焊产生热量,融化局部钢结构,经冷却凝结成焊缝,从而将钢构件连接成一体。该技术优点是不会对钢构件截面造成削弱影响,实际连接构造简单,连接也比较方便,并且有着良好的连接刚度与密封性,实际连接施工效率比较高,还有利于节约钢材。缺点是焊缝附近的钢构件受高温影响,容易导致材质变脆,同时还会产生一定的焊接残余应力与残余变形,不利于钢结构承载力、刚度提升。部分焊缝连接由于刚度过大,从而导致原本的一些局部裂纹迅速扩大,在低温环境下,更容易出现脆断;焊缝连接塑性与韧性比较差,容易导致钢结构疲劳强度降低。

  (2)螺栓连接技术。主要是通过螺栓零件将钢结构连接在一起,一般分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。该钢结构连接技术施工比较简单,实际安装方便,因此非常适合在工地进行安装连接,也很容易进行拆卸,在需要装拆的钢结构与临时钢结构连接场景中有着广泛的应用。该连接技术缺点是在实际技术实施过程中,需要在钢结构表面进行开孔,在拼装时需要对孔,导致制造工作量增加,并且对钢结构制造的精度有着较高的要求;螺栓孔还会削弱钢构件的截面,且容易消耗大量的钢材,材料成本比较高。

  (3)铆钉连接。通过利用一种一端带有半圆形预制钉头的铆钉,在钉杆烧红后,迅速插入连接件的钉孔中,然后借助铆钉枪工具,将另一端也打铆成钉头,从而使得钢结构连接的更加紧固,这种连接技术的优点是铆接传力可靠,并且有着良好的可塑性与韧性,更加容易保证连接质量,并且能够用于重型钢结构与直接承受动力荷载钢结构的连接。该钢结构连接技术的缺点是实际铆接施工工艺比较复杂,并且需要消耗的钢材比较多,实际工作量比较大,因此当下在土木工程施工中应用比较少,基本被焊接和高强度螺栓连接所取代。

  三、结语

  钢结构技术是土木工程施工中常用的一种施工技术,由于钢结构本身质量较轻,施工比较方便,因此在土木工程中有着较为广泛的应用。但钢结构本身也有着一定缺陷,比如更容易锈蚀等。因此需要在实际施工过程中,做好钢结构材料选择,加强钢结构的防护,从而有效提升土木工程钢结构施工质量水平。

  参考文献

  [1] 刘君.刍议土木工程中的钢结构应用[J].门窗,2019(09):181.
  [2] 田洋.土木工程施工中的钢结构技术[J].中外企业家,2018(36):105.

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