鋼結(jié)構(gòu)在土木工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

朱磊　郭旭東

摘要：本文以鋼結(jié)構(gòu)在土木工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為探討主題，分析了鋼結(jié)構(gòu)自身可塑性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，與其在土木工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)與劣勢(shì)。同時(shí)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在土木工程設(shè)計(jì)中的鋼結(jié)構(gòu)自身質(zhì)量、性能發(fā)揮與油漆涂抹三方面的應(yīng)用開(kāi)展分析，以期提升應(yīng)用有效性，為關(guān)注這一類(lèi)話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);土木工程;工程設(shè)計(jì)

前言：現(xiàn)代的土木工程主要應(yīng)用兩種建筑材料，一種是鋼筋混凝土，另一種是鋼材料。與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)在質(zhì)量方面與強(qiáng)度穩(wěn)定性方面均存在顯著優(yōu)勢(shì)。隨著國(guó)家鋼產(chǎn)量的逐年增長(zhǎng)，社會(huì)對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)的需求增多，鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中愈加得到廣泛應(yīng)用。

一、鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與應(yīng)用分析

（一）鋼結(jié)構(gòu)可塑性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保

鋼結(jié)構(gòu)由于質(zhì)地特點(diǎn)具有優(yōu)越的可塑性、堅(jiān)韌性。將碳元素加入到鋼材中，提高鋼的可塑性，在應(yīng)力作用下，鋼材可以良好伸縮。將鐵、錳元素加入到鋼材中，增加了鋼材的堅(jiān)韌性、承載力。因此在土木工程設(shè)計(jì)中加入鋼結(jié)構(gòu)，可以保證建筑的穩(wěn)定強(qiáng)度，發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)性能。同時(shí)，鋼材料還具有自身重量輕的優(yōu)勢(shì)，為土木工程施工運(yùn)輸鋼材、搭建作業(yè)提供了便利。

鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能環(huán)保這一特點(diǎn)使其在土木工程設(shè)計(jì)中具有獨(dú)特價(jià)值。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的有效利用，降低了建筑工程施工的環(huán)境污染、削弱了傳統(tǒng)土木工程對(duì)林木資源的需求量。傳統(tǒng)的混凝土材料在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾和噪音污染，對(duì)施工工地周?chē)纳瞽h(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響，還需要大量林木原材料，危害森林資源，違背了綠色發(fā)展的理念。運(yùn)用鋼這種可再生材料，減弱了林業(yè)資源負(fù)擔(dān)，提高建筑結(jié)構(gòu)環(huán)保性，符合綠色環(huán)保的建筑理念。

（二）鋼結(jié)構(gòu)在土木工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

將鋼結(jié)構(gòu)作為建筑設(shè)計(jì)的框架基礎(chǔ)，可以大幅度提高建筑穩(wěn)定性和總體質(zhì)量，因此，鋼結(jié)構(gòu)在土木工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中具有一定優(yōu)勢(shì)。建筑作業(yè)的完成與呈現(xiàn)效果由建筑框架的整體結(jié)構(gòu)決定，將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為土木工程中的主體框架結(jié)構(gòu)，可以使建筑穩(wěn)定性大幅提升。使用不同的鋼材用于輔助框架建造，能夠促使建筑風(fēng)格統(tǒng)一又具有特色。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)因具有高強(qiáng)度的特性，框架不會(huì)輕易變形，當(dāng)一些大型自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有強(qiáng)大的保護(hù)作用，防震、防洪等。

（三）鋼結(jié)構(gòu)在土木工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用缺點(diǎn)

要在土木工程設(shè)計(jì)中選擇應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮到鋼結(jié)構(gòu)在建筑施工過(guò)程中存在的問(wèn)題。鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用在實(shí)際土木工程施工中操作難度高，步驟復(fù)雜，具有危險(xiǎn)性，操作不當(dāng)會(huì)為建筑工地的施工安全帶來(lái)隱患。若施工技術(shù)存在問(wèn)題，鋼結(jié)構(gòu)很可能會(huì)產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象，可變度高。

二、鋼結(jié)構(gòu)在土木工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

（一）鋼結(jié)構(gòu)自身質(zhì)量

要想提升土木工程設(shè)計(jì)中選擇應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的合理性，影對(duì)鋼材自身質(zhì)量穩(wěn)定性做嚴(yán)格要求。土木工程設(shè)計(jì)不僅僅是片面單一的工作流程，而是對(duì)建筑建設(shè)合理、科學(xué)的系統(tǒng)布局。在土木工程項(xiàng)目的施工中，許多因素會(huì)對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響，其中，鋼材自身質(zhì)量起著最重要的影響。由于現(xiàn)代土木工程項(xiàng)目的逐漸增多，施工開(kāi)展條件的不斷拓寬，存在施工企業(yè)單從成本利益方面考慮，忽略鋼材質(zhì)量穩(wěn)定性，造成施工質(zhì)量低和施工工地安全事故的問(wèn)題。因此，在土木工程設(shè)計(jì)中選擇應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)對(duì)所用鋼材的質(zhì)量做嚴(yán)格要求，對(duì)需要的鋼材料的穩(wěn)定性系數(shù)做系統(tǒng)說(shuō)明。

例如，碳素鋼與低合金鋼的使用，碳素鋼的硬度高、強(qiáng)度大，可塑性差，單一使用無(wú)法提升建筑施工質(zhì)量。將碳素鋼與低合金鋼混合使用作為主體鋼材，就可以保證在施工中發(fā)揮良好作用。因此，做好鋼材料質(zhì)量研究，明確所用鋼材料各項(xiàng)系數(shù)，可以有效提高鋼結(jié)構(gòu)在土木工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

（二）重視鋼結(jié)構(gòu)性能發(fā)揮

為保證鋼結(jié)構(gòu)整體性能的穩(wěn)步發(fā)揮，在土木工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意對(duì)鋼結(jié)構(gòu)銜接處，彎角處的特別處理，防止因微小問(wèn)題對(duì)鋼結(jié)構(gòu)整體性能帶來(lái)負(fù)面影響，埋下安全隱患。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)雖然穩(wěn)定性強(qiáng)，但防火性能較差，一旦在土木工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用過(guò)多鋼結(jié)構(gòu)，工程建設(shè)難以達(dá)到建筑物消防標(biāo)準(zhǔn)。因此，在土木工程設(shè)計(jì)中選擇應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮其所處環(huán)境的溫度情況，保證在200℃以下。若忽略了對(duì)環(huán)境溫度的考慮，建筑投入使用后，若發(fā)生火災(zāi)，溫度極易超過(guò)這一限度，導(dǎo)致高溫環(huán)境下鋼材性能產(chǎn)生變化，穩(wěn)定性降低，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生形變。這樣，鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)不但未發(fā)揮出來(lái)，還會(huì)造成嚴(yán)重的人員經(jīng)濟(jì)損失。這要求土木工程設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑項(xiàng)目過(guò)程中嚴(yán)格考慮鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用環(huán)境。

（三）對(duì)鋼結(jié)構(gòu)涂抹油漆

鋼與空氣中的水分、氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，表面會(huì)受到腐蝕。因此，鋼結(jié)構(gòu)在投入應(yīng)用后，通常會(huì)產(chǎn)生表面被銹蝕的情況。這種情況說(shuō)明鋼結(jié)構(gòu)的性能已發(fā)生變化，穩(wěn)定性降低，無(wú)法安全支撐建筑整體結(jié)構(gòu)。因此，在土木工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮到鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問(wèn)題，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸時(shí)間、保存時(shí)間、和使用時(shí)間做合理預(yù)算，提前對(duì)鋼材做涂抹油漆的工作，對(duì)銹蝕的鋼材全面清理，及時(shí)除銹，盡量避免鋼結(jié)構(gòu)被長(zhǎng)期銹蝕。

總結(jié)：鋼結(jié)構(gòu)在土木工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用愈加廣泛，在建筑業(yè)發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，其存在的問(wèn)題也不容忽視。提高鋼材料的選材質(zhì)量，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)其應(yīng)用環(huán)境科學(xué)選擇，應(yīng)用中對(duì)鋼材涂抹油漆，保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化處理，為土木工程施工安全與建筑質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜姿林，劉馨，康叢陽(yáng).土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（15）：73-74.

[2]黃亦聰.關(guān)于土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的探討[J].四川水泥，2019（02）：168+170.