浅谈钢结构在土木T程中的应用

肖红莲

钢结构由于其轻质高强等多重优点被越来越广泛的应用于土木工程，如建筑住宅和桥梁建造，特别是近年来越来越普遍的用于建设超高层建筑、大跨度及大悬挑结构、工业厂房等，充分显示了钢结构的优越性。

1土木工程中钢结构的特点

(1)强度。一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出了钢结构可使用的材料，比如建筑结构钢要满足CSA标准ASTM standardA992／A992M或者CAN／CSA G40.20／C40.21等相关标准的要求。(2)刚度，振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定，进而由结构体系的刚度来决定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。不过简单说来，构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa.而普通密度抗压强度在20～40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20～28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40～45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显著的优势。(3)延性。延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，地震中幸存的建筑物直接依赖于主要结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构可以说是目前使用最广泛的、韧性最好的工程材料之一。(4)韧性。衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切，冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。(5)整体。由上可知，无论是从刚度、强度还是在延性方面，钢结构都要优于钢筋混凝土，并且钢结构可以比较容易建构出有异国風情的建筑形式，通常钢结构系统可以提供最佳的设计灵话性以及最大的空间利用率。钢结构的另一个优点就是：它还是一个理想的悬臂施工体系。适当的应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔，可以为管道以及其它供电线路提供通道，不仅降低了楼层的高度，而且增加了审美吸引力。

2钢结构施工安装要点

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。此处列举三点进行简单说明。

(1)选材与连接。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、优质碳索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。在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等；梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的格料和各项参数。粱与梁之间，梁与柱之间的连接，可以采取焊接连接或者高强螺栓连接，要注意高强螺栓的连接孔位的精度。(2)钢构件的堆放以及选择安装机械地点。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。如果因为运输的原因造成了构件的变形，则在施工现场就要加以矫正。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可以满足安装要求。(3)油漆工艺流程。基层处理。首先把金属的表面清理干净，然后再做除锈。手工处理先用钢丝刷反复刷打，再用精砂布打磨，使得表面光亮、平滑，然后再用棉纱或者纱布把打磨下的锈粉和浮灰清理干净。如果表面腐蚀严重，则用钢丝刷和铲刀处理，大面积的锈蚀则可以用砂轮机来配合清理。在腻子干燥后要打磨平整，并清理干净。如果堆放的时间太长，则要再做一次涂刷。

涂磷化底漆。磷化底漆包括底漆和磷化液两部分。刷涂面漆。刷涂面漆时要多理多刷，油要不流不坠、饱满均匀、色泽光亮一致。

3主要的技术成果

(1)箱型砼柱。箱型砼柱在箱型柱中间内部加人了隔板起到支撑的作用，在箱型柱内灌注高强度(C50)等级砼，这样就形成了两种材料一同工作互相辅助的机理，从而根除了荷载的作用之下，在其强度还没有达到极限的时候首先产生了相对大的变形这一情况。它的优点有以下三点；施工操作的简单与便捷。良好的抗震性能。较强的承载能力。施工中用到的梁都在工厂加工之后，才运输到现场吊装，这样，不仅节省了施工现场的工作量，而且还大大减少了工期。(2)抗侧力支撑砼筒结构。电梯，楼梯位置形成钢筋混凝土核心筒。作为剪力墙抗侧力支撑，提高了结构稳定性，对于优化抗侧刚度，改善抗震性能起到了积极的作用。(3)现浇钢筋混凝土楼盖。利用钢框架梁下翼缘作为支模板材撑，上铺竹胶板，再按设计铺设钢筋，浇筑C30混凝土。节省模板材，缩短施工工期。(4)节能型复合外墙板。从某种角度上来说，墙板特别是外墙板比结构体系更加的重要。因为住宅建筑的主要功能是靠外墙板实现的。墙板工厂化预制生产，现场安装，基本取消了湿作业。(5)高层住宅钢结构体系节能采暖方式的研究。节能住宅不仅能够降低消耗能源，有助于保护环境，而且还能够使业主的生活成本大大的减少。根据相关调查显示，人们对节能住宅的认识在不断的加深，且有多于七成的人们表示愿意购买节能住宅。基于此，此工程也充分的想到了运用节能的技术。(6)钢结构主体升降车库的应用研究地下室根据以下两方面的特点，要部分进行立体升降车库的安装：①此工程地下室层相对很高。⑦城市在停车位数量方面的发展需求。立体多层停车设备可以说是一种新型设备，是因为它能很好的节省空间，较少的投资，灵活方式的布局以及自动化的布局。

4结语

综上所述，钢结构凭借着其自身坚硬、高承受力的优势在土木工程中获得了普遍的应用，而且深得用户的肯定，这些应用也使得建筑结构模式由单一走向交叉化、多元化，从其发展的特点来看，其具有广阔的发展空间。