钢结构的特点及其在土木工程中的应用浅析

【摘要】钢结构具有高强度、高刚度、良好的延性和韧性，是建筑工程中经常使用的材料。本文就钢结构的主要特点对其进行了分析，并列举了在施工中使用钢结构的需要注意的关键点。

【关键词】钢结构；特点；土木工程

钢结构在当前的建筑工程之中得到了广泛应用，成为土木工程建设中一种必不可少的材料。本文首先分析钢结构的主要特点，并就其在土木工程安装施工中应注意的事项进行了探讨。

1 土木工程中钢结构的特点

1.1 钢结构的强度特点

钢结构作为建筑物的重要组成部分有很多的优势，如节约物料成本、减小地基以及支撑结构的大小、降低整个结构的重量。建筑用钢的标准在最近几年有了改变，原来的标准来源于CISC（2006）所规定的抗拉强度和屈服强度，而现在的标准则来源于加拿大制定的关于工程结构钢和普通建筑结构钢的七个钢种和八个强度，屈服强度的范围是260～700Mpa。建筑人员在选择建筑用钢时一定要慎重，因为有的钢种不具有全部的强度等级。

1.2 钢结构的刚度特点

构建是否具有高刚度，主要取决与组成该构件的材料的横截面和弹性模量。钢结构具有高刚度，具体说明如下：普通混凝土和高强度混凝土的弹性模量分别是二十GPa到二十八Gpa、四十GPa到四十五GPa，普通混凝土的刚度介于二十Gpa到四十Gpa之间，而钢的弹性模量为二百GPa，由此可知钢结构的刚度约是混凝土的5倍到10倍。

1.3 钢结构的延性特点

在设计建筑物选择建筑材料的过程中，材料的延性是必须要考虑的，建筑材料的良好延性可以使得建筑物更能抵抗地震的袭击。需要注意的是如果建筑材料具有的良好的延性，并不代表着建筑物一定具有良好的延性。也就是建筑物的延性不只与建筑材料的延性相关，所有建筑材料的横截面积、建筑物的结构等同样影响着这个建筑的延性。为了保证整个建筑物的具有良好的延性，在设计时就必须选择合理的设计方法和稳妥的滞销机制。现阶段钢结构是建筑中经常使用的材料，钢结构的应变延性相对较高，但是其曲率延性不是很理想。

1.4钢结构的韧性特点

材料的韧性指的就是材料在发生断裂之前吸收能量和发生塑性形变的能力。具有良好韧性的材料在使用的过程中也具有相对较长的寿命。钢结构的韧性简单来说指的就是钢结构在建筑过程中抵抗变形的能力。钢结构的良好韧性使其在建筑操作中大大减小了裂纹的产生，这些操作包括弯曲、钻孔、锻造等等。用于建筑的材料必须具有良好的韧性，尤其是对经常遭受交变载荷和冲击载荷的建筑结构来说，钢结构的良好韧性使其成为经常用到的建筑材料。钢结构的韧性容易受到温度的影响，温度越低，钢结构的韧性也就越低。因此在建筑物的设计过程中需要依据该地的温度设计钢结构。总的说来，低碳铌钢与高碳铌钢相比，韧性更容易改变。

2钢结构在土木工程应用的建议

不同的建筑物对钢结构的要求是不同的，但是总的说来，钢结构的施工过程不是很简单。下面从以下三点说明钢结构施工安装要点。

2.1选材与连接

业界人士將钢材分为四个大类，板、型、管材和金属制品。土木工程中常用的钢结构是普通碳素钢和低合金钢等等。钢结构中有两个重要的组成部分-柱子和梁。其中，柱子的横截面通常是工字或者十字，有时也是箱型的；而梁的形状基本就是H型的。在安装钢结构之前要做好准备工作，准备工作的内容是对接头进行试验，试验的目的是确定出用于焊接的材料和其他参数。有效的准备工作是顺利安装钢结构的前提。

2.2钢构件的堆放以及选择安装机械地点

一般来讲钢结构的安装结构所占用的面积是钢结构所用面积的一点五倍。安装工作的正常程序是首先将构件运送到中转堆进行配套，然后使用装卸装置将配套好的构建运送到现场安装机械的回转半径之中。运送到安装现场的构件如果有了一定的形变，则需要对其进行适当的矫正。在钢结构的安装过程中使用的工具通常是塔式起重机，这是因为塔式起重机的臂长、起重能力、钢丝绳容量以及起吊速度比较容易满足安装需求，以保证安装工作能够安全高效的完成。

2.3油漆工艺流程

2.3.1基层处理

在开展除锈工作之前必须先清理构件的表面。具体方法如下：首先，使用钢丝刷手动清理金属表面；其次为了得到光亮和平滑的金属表面，就需要使用精纱布对表面进行处理；最后，使用将除掉的锈粉和浮灰使用纱布打捞起来即可。需要注意的是如果金属表面发生了严重的腐蚀现象，就必须使用铲刀或者砂轮机进行处理。

2.3.2涂防锈漆、刮腻子

在开展涂漆工作之前还必须要保证构件表面不能是潮湿的。在进行涂漆工作时一定要细致，保证将表面除了铆孔内全部涂上油漆。等油漆干掉之后，构件的缺陷就会显现出来，此时使用加有红丹粉或者厚漆的腻子将缺陷弄平，腻子必须是和油漆配套的。对放置时间比较长的金顺构件需要进行二次涂漆处理。

结语

随着经济的发展，钢结构在土木工程中的应用越来越广泛。如何提高钢结构在土木工程中的应用效率，使工程的建设更加符合标准，已经成为人们研究的热点。本文通过对钢结构的特点进行分析，根据其特点提出了其在土木工程建设中应用的建议。希望能够为钢结构在土木工程建设中的应用提供有益的借鉴，也希望对于钢结构施工人员在土木工程建设中的施工提供一些参考。

参考文献

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[2]王媛芳.钢结构在土木工程中的应用研究[J].中华民居（下旬刊），2014（09）

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[4]张超，刘学瑞浅.谈钢结构在土木工程中的施工以及管理[J].四川水泥，2015（01）

作者简介：包文龙，邵阳学院，422000 ，1992.09.14，男，汉，湖南省益阳市、本科