鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的應用研究

1.劉 彥 2.高明宇

1.身份證號：210521198810222583 2.身份證號：210505198801291026

鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的應用研究

1.劉 彥 2.高明宇

1.身份證號：210521198810222583 2.身份證號：210505198801291026

鋼結(jié)構(gòu)在土木工程作業(yè)中，開始越來越多的使用，就是因為鋼結(jié)構(gòu)材料比起傳統(tǒng)的全混凝土施工，能夠給建筑物帶來更多的更好的性能。但是我們要更好的在土木工程中使用鋼結(jié)構(gòu)，就需要進行一些探究，必須要了解鋼結(jié)構(gòu)的特點，必須要了解鋼結(jié)構(gòu)使用時候的優(yōu)點和缺點，也需要了解鋼結(jié)構(gòu)安裝施工時候需要注意的一些問題，本文也就是針對這些問題做了探究。

土木工程；鋼結(jié)構(gòu)；強度；安裝

1 土木工程鋼結(jié)構(gòu)特點

要把鋼結(jié)構(gòu)運用到土木工程施工中，就需要了解鋼結(jié)構(gòu)的一些結(jié)構(gòu)特點，由于鋼材作為一種盡金屬，他在同等質(zhì)量上，比一般混凝土有更好的強度，更好的抗折抗壓性能，也有更好的延展性能，所以說鋼結(jié)構(gòu)在建筑土木工程結(jié)構(gòu)施工中更多的運用一定會帶給建筑更好的性能。總的來說土木工程結(jié)構(gòu)的特點就是四個方面“強度，剛度，延展性”，所以我們就這幾種結(jié)構(gòu)特點一一做詳細分析：

(1)土木工程鋼結(jié)構(gòu)的強度特點。鋼結(jié)構(gòu)的強度，就是表示鋼結(jié)構(gòu)能夠承載的能力，簡單的就是鋼結(jié)構(gòu)能夠承載重量的能力。鋼結(jié)構(gòu)的強度在一些國家，被劃分為不同的等級，還有對鋼材材料的不同劃分為不同的等級。鋼結(jié)構(gòu)使用的形狀樣式如今已經(jīng)逐漸的規(guī)范，除了一些特殊情況我們的鋼結(jié)構(gòu)一般都是使用規(guī)定的樣式，如工字型鋼梁，還有丁字形鋼梁等等。通過嚴格的計算鋼結(jié)構(gòu)的強度，才能運用到土木工程結(jié)構(gòu)施工中，保證建筑物的強度。

(2)鋼結(jié)構(gòu)還有一個重要的性能就是鋼結(jié)構(gòu)的剛度，鋼結(jié)構(gòu)的剛度是鋼結(jié)構(gòu)單體的抗振動，抗形變的性能來決定的，正是由于單體的剛度情況就會對整個建筑物的鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的剛度造成一定的影響，鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的剛度，往往還和每一個鋼結(jié)構(gòu)部件鏈接的方式和鏈接質(zhì)量好壞有關。“彈性模量”就是一個決定鋼結(jié)構(gòu)剛度的重要指標，一般來說鋼結(jié)構(gòu)的“彈性模量”在200GPa，而普通的混凝土一般在最高不過45GPa，所以說在剛度的特點上，鋼結(jié)構(gòu)比起一般的混凝土有著很多的優(yōu)勢。

(3)鋼結(jié)構(gòu)的延性，就是鋼結(jié)構(gòu)材料在受到一個拉力過程中，能夠做到不斷裂的能力。我們知道一座建筑，土木工程結(jié)構(gòu)就是需要考慮整個建筑的壓力問題，還需要考慮建筑在地震中的一些情況，所以說我們的建筑往往各個承重部件都是受到一些橫向或者縱向的拉力，這就需要這些結(jié)構(gòu)部件要有很好的延性，而鋼結(jié)構(gòu)材料就是能夠提供這樣一種很好的延性，保證建筑的穩(wěn)定安全。

2 土木工程使用鋼材的優(yōu)缺點

2.1 鋼材結(jié)構(gòu)使用的優(yōu)點

(1)鋼結(jié)構(gòu)的使用，有一定的價格優(yōu)勢，而且能夠節(jié)約建筑材料的使用。節(jié)約材料的使用，主要就是同樣質(zhì)量的鋼結(jié)構(gòu)，和同樣質(zhì)量的混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的各個方面的性能都遠遠超過普通的混凝土，鋼結(jié)構(gòu)的使用能夠節(jié)約大量的混凝土材料使用，就能從一定程度上節(jié)約建筑工程的總體造價，給建筑工程的建造提供便利。

(2)鋼結(jié)構(gòu)使用能讓我們的建筑重量減輕，尤其是如今高層建筑的施工，就越來越依靠鋼結(jié)構(gòu)的施工。因為同樣強度的混凝土自重比較大，特別是越高的建筑混凝土的自重就會更大，越是下層的結(jié)構(gòu)需要承受的重量就比較大，甚至對地基的沉降也會造成一些影響，讓建筑本身和周圍的建筑安全都受到影響。所以說傳統(tǒng)的混凝土施工制約著高層建筑的發(fā)展，而鋼結(jié)構(gòu)的使用，大大的減輕了建筑的重量，減輕了建筑下部結(jié)構(gòu)的壓力。

2.2 鋼材結(jié)構(gòu)使用的缺點不足

(1)耐火性不足，這是鋼結(jié)構(gòu)最大的缺點，我們耳熟能詳?shù)摹?11”事件，倒塌的雙子塔，高層受到恐怖分子襲擊后，導致大樓徹底損毀的原因就是因為火。金屬材料在受到高溫以后就會融化，或者原本的狀態(tài)就會受到破壞。這就是鋼結(jié)構(gòu)在建筑土木工程中的缺陷，一旦受到火災就會影響到鋼結(jié)構(gòu)的性能，影響到建筑安全。

(2)鋼結(jié)構(gòu)在使用的過程中耐腐蝕的能力不足，很多時候都無法避免的會受到一些自然物質(zhì)的侵蝕。就算是采取了一些保護措施，一樣會受到破壞，時間長了一些，鋼材受到空氣的氧化，受到一些酸堿物質(zhì)的破壞，就會導致鋼結(jié)構(gòu)的性能受損。

(3)鋼結(jié)構(gòu)的使用年限問題，如今的鋼結(jié)構(gòu)設計使用年限，和建筑要求的使用年限是不夠的，普通的鋼結(jié)構(gòu)在如今的使用都是只能保證五十年的使用年限，所以說，鋼結(jié)構(gòu)的耐久性，也是制約鋼結(jié)構(gòu)大量使用的問題。

(4)鋼結(jié)構(gòu)設計的要求比較高，在如今的鋼結(jié)構(gòu)使用過程中，同樣一個效用構(gòu)件，鋼結(jié)構(gòu)的設計遠遠比混凝土的設計要復雜得多，整個計算過程比較繁瑣，設計也容易出現(xiàn)失誤，影響鋼結(jié)構(gòu)最終的使用效果，所以說鋼結(jié)構(gòu)的設計問題還沒有能夠很好的突破，鋼結(jié)構(gòu)的使用還是一個相當小心細致的過程。

(5)鋼材市場，也是有一定的問題，如今的鋼材市場，價格不是很穩(wěn)定，而且土木工程使用鋼結(jié)構(gòu)，鋼材的使用價格相對偏高，建筑使用鋼結(jié)構(gòu)雖然能夠節(jié)約建筑施工成本，但是鋼結(jié)構(gòu)大量的使用卻是比較昂貴的。

3 土木工程鋼材安裝施工要點簡析

整體來說，鋼結(jié)構(gòu)的施工流程比較復雜，并且建筑的要求不同，在細節(jié)上也有很大的差異性。鋼材通常分為板材、型材、金屬制品以及管材四大類。土木工程中的建筑鋼材通常采用普通的低合金鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼以及普通碳素鋼等，碳鋼的塑性比較低，但是硬度強度比較高。通常情況下安裝結(jié)構(gòu)的用地面積應為結(jié)構(gòu)占地面積的1.5倍。依照安裝流水的順序，從中轉(zhuǎn)堆場配套運送至現(xiàn)場的鋼構(gòu)件要采用裝卸機械把其安置于安裝機械的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)。一般鋼結(jié)構(gòu)的安裝采用的是塔式起重機，臂桿長度要有夠的覆蓋面，并且起重能力要相應足夠，從而滿足各種不同部位構(gòu)件的起吊要求。鋼絲繩容量也要能滿足起吊的高度要求，起吊速度有足夠的檔次才可以滿足安裝要求。

4 結(jié)束語

通過本文的研究探討，相信，能夠引起一些土木工程同行的共鳴，也希望能夠給一些不了解土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工的人一點幫助。其實我們?nèi)缃竦慕ㄖ聊竟こ淌┕るm然在大量的使用鋼結(jié)構(gòu)，但是其實鋼結(jié)構(gòu)很多的優(yōu)點還沒有完全發(fā)揮出來，還有就是鋼結(jié)構(gòu)的一些不足也沒有能夠很好的克服和解決，所以我們也寄希望于未來的土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工能夠讓鋼結(jié)構(gòu)發(fā)揮更多的作用。

[1]徐林.土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術的應用研究[J].建材與裝飾，2016(17).

[2]王文天.土木工程建設中鋼結(jié)構(gòu)技術的應用與管理研究[J].建筑工程技術與設計， 2016(11).