钢结构在土木工程中的应用研究

1.刘 彦 2.高明宇

1.身份证号：210521198810222583 2.身份证号：210505198801291026

钢结构在土木工程中的应用研究

1.刘 彦 2.高明宇

1.身份证号：210521198810222583 2.身份证号：210505198801291026

钢结构在土木工程作业中，开始越来越多的使用，就是因为钢结构材料比起传统的全混凝土施工，能够给建筑物带来更多的更好的性能。但是我们要更好的在土木工程中使用钢结构，就需要进行一些探究，必须要了解钢结构的特点，必须要了解钢结构使用时候的优点和缺点，也需要了解钢结构安装施工时候需要注意的一些问题，本文也就是针对这些问题做了探究。

土木工程；钢结构；强度；安装

1 土木工程钢结构特点

要把钢结构运用到土木工程施工中，就需要了解钢结构的一些结构特点，由于钢材作为一种尽金属，他在同等质量上，比一般混凝土有更好的强度，更好的抗折抗压性能，也有更好的延展性能，所以说钢结构在建筑土木工程结构施工中更多的运用一定会带给建筑更好的性能。总的来说土木工程结构的特点就是四个方面“强度，刚度，延展性”，所以我们就这几种结构特点一一做详细分析：

(1)土木工程钢结构的强度特点。钢结构的强度，就是表示钢结构能够承载的能力，简单的就是钢结构能够承载重量的能力。钢结构的强度在一些国家，被划分为不同的等级，还有对钢材材料的不同划分为不同的等级。钢结构使用的形状样式如今已经逐渐的规范，除了一些特殊情况我们的钢结构一般都是使用规定的样式，如工字型钢梁，还有丁字形钢梁等等。通过严格的计算钢结构的强度，才能运用到土木工程结构施工中，保证建筑物的强度。

(2)钢结构还有一个重要的性能就是钢结构的刚度，钢结构的刚度是钢结构单体的抗振动，抗形变的性能来决定的，正是由于单体的刚度情况就会对整个建筑物的钢结构系统的刚度造成一定的影响，钢结构系统的刚度，往往还和每一个钢结构部件链接的方式和链接质量好坏有关。“弹性模量”就是一个决定钢结构刚度的重要指标，一般来说钢结构的“弹性模量”在200GPa，而普通的混凝土一般在最高不过45GPa，所以说在刚度的特点上，钢结构比起一般的混凝土有着很多的优势。

(3)钢结构的延性，就是钢结构材料在受到一个拉力过程中，能够做到不断裂的能力。我们知道一座建筑，土木工程结构就是需要考虑整个建筑的压力问题，还需要考虑建筑在地震中的一些情况，所以说我们的建筑往往各个承重部件都是受到一些横向或者纵向的拉力，这就需要这些结构部件要有很好的延性，而钢结构材料就是能够提供这样一种很好的延性，保证建筑的稳定安全。

2 土木工程使用钢材的优缺点

2.1 钢材结构使用的优点

(1)钢结构的使用，有一定的价格优势，而且能够节约建筑材料的使用。节约材料的使用，主要就是同样质量的钢结构，和同样质量的混凝土结构，钢结构的各个方面的性能都远远超过普通的混凝土，钢结构的使用能够节约大量的混凝土材料使用，就能从一定程度上节约建筑工程的总体造价，给建筑工程的建造提供便利。

(2)钢结构使用能让我们的建筑重量减轻，尤其是如今高层建筑的施工，就越来越依靠钢结构的施工。因为同样强度的混凝土自重比较大，特别是越高的建筑混凝土的自重就会更大，越是下层的结构需要承受的重量就比较大，甚至对地基的沉降也会造成一些影响，让建筑本身和周围的建筑安全都受到影响。所以说传统的混凝土施工制约着高层建筑的发展，而钢结构的使用，大大的减轻了建筑的重量，减轻了建筑下部结构的压力。

2.2 钢材结构使用的缺点不足

(1)耐火性不足，这是钢结构最大的缺点，我们耳熟能详的“911”事件，倒塌的双子塔，高层受到恐怖分子袭击后，导致大楼彻底损毁的原因就是因为火。金属材料在受到高温以后就会融化，或者原本的状态就会受到破坏。这就是钢结构在建筑土木工程中的缺陷，一旦受到火灾就会影响到钢结构的性能，影响到建筑安全。

(2)钢结构在使用的过程中耐腐蚀的能力不足，很多时候都无法避免的会受到一些自然物质的侵蚀。就算是采取了一些保护措施，一样会受到破坏，时间长了一些，钢材受到空气的氧化，受到一些酸碱物质的破坏，就会导致钢结构的性能受损。

(3)钢结构的使用年限问题，如今的钢结构设计使用年限，和建筑要求的使用年限是不够的，普通的钢结构在如今的使用都是只能保证五十年的使用年限，所以说，钢结构的耐久性，也是制约钢结构大量使用的问题。

(4)钢结构设计的要求比较高，在如今的钢结构使用过程中，同样一个效用构件，钢结构的设计远远比混凝土的设计要复杂得多，整个计算过程比较繁琐，设计也容易出现失误，影响钢结构最终的使用效果，所以说钢结构的设计问题还没有能够很好的突破，钢结构的使用还是一个相当小心细致的过程。

(5)钢材市场，也是有一定的问题，如今的钢材市场，价格不是很稳定，而且土木工程使用钢结构，钢材的使用价格相对偏高，建筑使用钢结构虽然能够节约建筑施工成本，但是钢结构大量的使用却是比较昂贵的。

3 土木工程钢材安装施工要点简析

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。

4 结束语

通过本文的研究探讨，相信，能够引起一些土木工程同行的共鸣，也希望能够给一些不了解土木工程钢结构施工的人一点帮助。其实我们如今的建筑土木工程施工虽然在大量的使用钢结构，但是其实钢结构很多的优点还没有完全发挥出来，还有就是钢结构的一些不足也没有能够很好的克服和解决，所以我们也寄希望于未来的土木工程钢结构施工能够让钢结构发挥更多的作用。

[1]徐林.土木工程施工中钢结构技术的应用研究[J].建材与装饰，2016(17).

[2]王文天.土木工程建设中钢结构技术的应用与管理研究[J].建筑工程技术与设计， 2016(11).