钢结构在土木工程施工技术中的应用分析

成嘉楠

0 引言

随着社会发展，土木工程的数量越来越多，如一味沿用传统施工技术，不仅难以满足实际需求，还会造成大量木材等资源的浪费，长此以往，导致生态失衡，与环保事业背道而驰。因此，钢结构施工技术应运而生，成为新时代土木工程施工中的主要应用技术。钢结构随着科学技术的日渐发达日益完善，具有无可比拟的应用优势。

1 常见钢结构形式

1.1 高层钢结构

高层钢结构，主要是将钢结构作为框架支撑。这种钢结构，自重较轻，一般可以选用轧制型钢和焊接型钢。将这种结构作为框架支撑，有着使土木工程具备优良防火性的显著优势。这是因为与传统钢结构有所不同，在该钢结构工程施工过程中，通过在结构表面设置防火涂料的方式，降低其导热系数，提高其耐火极限，促使钢结构不直接暴露在火焰高温当中，涂层吸热后会释放出水蒸气以及相关不然气体，进而促使整个土木工程耐火性提高。因此，土木工程施工中，中高层建筑对于高层钢结构的使用司空见惯。这种结构，可使中高层建筑更加稳固、牢靠，进而有效提高房屋建筑的安全使用寿命。

1.2 空间钢结构

空间钢结构，包含索膜结构和大跨悬索结构。这种类型钢结构的应用，施工快、造型美、自重轻，可使土木工程具备较大的刚度。因此，应用空间钢结构，既可满足建筑空间需求，也可有效降低施工过程中的资金成本。可以说，土木工程施工中，应用空间钢结构施工技术，可使土木工程获得更多施工可能，对于激发建筑行业推陈出新的创造力，具有重要作用。

1.3 轻型钢结构

轻型钢结构，其主要特点为自重轻、造价低廉。因此，轻型工业厂房是选用轻钢结构的主要类型。通常情况下，轧制钢板和焊接钢板，是轻钢结构应用中的主要材料。围护结构和墙体结构，是轻型钢结构施工中的主要表现形式。可以说投资较少、安装简单，是轻型钢结构的主要应用优势。

2 钢结构特点

2.1 可塑性强

可塑性强是典型的钢结构特点。这是因为，较大预应力的钢结构可以通过超过屈服点完成塑形，弯曲之后，结构不会发生断裂。实际施工中，对于钢结构的应用需求多种多样，这种可塑性强的特点，可使结构更加精准、稳定，也可便于施工，最大程度减少施工阻碍。这就要求，具体操作时，工作人员详实分析钢结构断面的增长率和收缩率。另外，碳元素也是钢结构的主要元素之一，钢结构的韧性会在碳元素的作用之下得到增强。因此，施工过程中，基于可塑性强的特点，材料对于应力的承受范围将会更大。此外，工作人员也可遵循行业标准，调整钢结构造型，进而确保施工效率和质量得到进一步提高，保证土木工程的稳固性和美观性。

2.2 节能环保

毋庸置疑，钢结构的使用，可以大量节约木材。传统的土木工程，房梁、立柱，较多使用木材，但是相比今日，以往的房屋建筑数量明显较少。如今随着社会发展，土木工程项目与日激增。如一味使用木质结构，将会造成森林资源的大量消耗，难以凸显土木工程的综合效益。因此，使用钢结构不仅可以满足日趋增多的房屋建筑需求，也可有效控制林业覆盖面积锐减的乱象。由此可见，钢结构是工业时代的必然产物。合理使用钢结构，可以最大程度契合节能减排、绿色环保的国家政策，平衡生态，促进人与自然和谐相处。另外，钢结构牢固、可靠，安全使用寿命较长，较多材料可作长久使用。

2.3 性能优越

钢结构具有混凝土及水泥的诸多优势，自身硬度较大，可为土木工程发挥更多优势。土木工程是社会发展与国家建设的基础内容和重要板块。对于土木工程自身而言，安全重于泰山，而钢结构具有非常良好的承载性能，既能抵御恶劣天气的影响，也可最大程度化解地震威胁。另外，钢结构的延展性和韧性，更是优于普通材料。实际施工中，钢结构也可根据实际需求进一步完善，促使性能优越的特点更加显著。

表1 常见钢结构类型

3 钢结构在土木工程施工技术中的应用

3.1 吊装技术

土木工程施工过程中，机械设备必不可少。通常情况下，钢结构施工中的常用技术就有吊装技术。这是因为，钢结构虽然牢固、可靠，但是仍然拥有较大自重，利用吊装设备，可以顺利而相对轻巧的起重。这种技术，对于钢结构的施工而言，可以有效降低人工、时间等成本，也可最大程度降低施工难度，保证施工安全。合理的吊装设备以及方案，可使钢结构施工更加具有可行性、精准性。需要注意的是，利用吊装技术，完成钢结构施工时，必须根据行业标准以及实际需求，做好安全预案，最大程度排除施工过程中的安全隐患。

3.2 塔吊施工

塔吊施工十分常见。相比吊装技术而言，塔吊施工更加灵活，可以满足不同重量的调运。对于钢结构的施工来说，采用塔吊，可以有效缩短施工时间、节约施工成本。需要注意的是，随着社会发展，城市化趋势愈加明显，提高土地利用率十分关键。基于这种背景，超高楼层越来越多。这就要求钢结构施工之时，将内爬式塔吊作为塔吊施工的主要工具。除却专用的内爬式塔吊之外，通过增加附件、改造系统，自升式塔吊也可转换为内爬式塔吊，以供钢结构施工使用。根据行业统计，钢结构在土木工程施工中愈来愈多，这是因为，钢结构相对其他结构，性能优越、造价适中，而且安装相对简单。

3.3 焊接技术

土木工程施工，早有榫卯结构，今有钢铁结构。古代的木材，通过榫卯便可牢固连接。对于钢结构而言，却是不同的连接技术，其中焊接技术最为常见。普遍来说，针对钢结构的焊接，由中间向两边，可以妥帖焊接平面。焊接过程中，需要按照顺序，保持节点对称，全方位保证钢结构的平衡。另外，钢结构在土木工程的施工中，异形钢板也属多见，针对这种板材的焊接，需要按照先下后上的顺序展开操作。具体来说，下凸缘板应该作为焊接的基准点位。另外，土木工程施工过程中，还会遇到数量巨多的大型建筑。此类建筑中，钢结构的板材往往较厚，这就需要根据结构特点、工程要求、现场条件，罗列多种焊接方式，试验对比，择优选择，确保板材的焊接可以严丝合缝。

4 结束语

综上所述，常见的钢结构主要有高层钢结构、空间钢结构、轻型钢结构。其中高层钢结构，主要应用在中高层建筑之中，其显而易见的特点是促使中高层建筑拥有更加优良的防火性能。空间钢结构，施工快、造型美、自重轻。轻型钢结构，较多应用在轻型工业厂房之中，这种类型的钢结构，投资较少、安装较快。另外，对于钢结构的整体应用而言，其性能优越、可塑性强、节能环保。因此，土木工程施工中，钢结构的应用十分广泛。通常情况下，可以使用吊装技术、塔吊技术、焊接技术，完成钢结构施工，有效确保土木工程的综合效益。本文上述内容，因时间和范围等不可控因素，仍然存在诸多不足，以期在后续深入探讨中逐步完善。相信在未来，随着科学技术的日益发达，以及相关行业的共同努力，我国土木工程施工技术将会更加卓越，实现综合品质的深层次突破。