探讨土木工程建设中钢结构技术的应用与管理

黄志娟

摘要：钢结构作为当前土木工程建设中的主要建筑材料，其应用范围十分广泛。从土木工程自身的建设来看，在对钢结构进行应用时，必须综合考虑工程的施工成本、施工质量以及结构特性等，确保土木工程建设的安全性和可靠性。但是，从目前的发展形式看，钢结构在土木工程中的应用存在着许多制约性因素，因此，需要对钢结构的特点进行全面分析，对应用中存在的问题进行针对性的解决。

关键词：土木工程钢结构；技术应用；管理分析

中图分类号： S969 文献标识码： A

一、在土木工程建设中运用钢结构技术的优点

1、自身性能强

通常来说，钢结构建筑中运用的并不是纯粹的钢铁，而是用铁、锰、钦、硅等元素以及其他元素、资料组成的合金，因而也具备许多优秀的特性。

首要，强度与刚度较高，能够承受或包容较强的压力和拉应力，而且具备杰出的抗震功用，使得建筑质量有所保证;其次，拥有远超通常水泥和混凝土的延展性和耐性，能够使建筑的承压才能和稳定性得到保证。一起，因为建筑用钢材融合了多种元素和资料，能够依据实际需要，对其相应的特性进行改动，炼制耐性更高、抗疲劳、抗冲击的桥梁专用钢，抗高温、抗氧化的耐热钢，以及抗腐蚀的不锈钢等用处不一样的专用钢材，能够进步土木工程钢结构建筑的多用性，增强建筑的用处和运用寿命，最大极限地发扬钢材的功能。

2、具有良好的可塑性，用途广

同样由于钢材自身的耐压性、韧性、轻便等特点，可以被广泛应用于各种不同的建筑设施建设，尤其是一些传统土木工程难以做到的大空间跨度建筑。如机场、影院、体育馆等建筑，如果支撑柱过少，无法保证建筑的质量，而支撑柱过多，则会影响人们的工作和娱乐，钢结构材料的使用，可以建造出不需要柱子支撑的大空间。同时，由于钢结构自身可焊接的特点，使得其具有良好的可塑性，埃菲尔铁塔就是一个鲜明的例子。另外，随着技术的发展，轻型钢的出现，也使得建筑自身的重量更小，对于地基的重力作用减少，使得建筑更加稳固，也在一定程度上节约了建筑成本。

3、环保节能

钢结构建筑施工中，因为其作业量较小，发生的噪音少，废料能够进行收回使用，关于环境的污染极小，加上钢结构本身投入少收益高，便于拆开，收回便利等特色，使得其变成土木工程中一个极为重要的组成部分。因为选用无污染的钢材替代砂石等资料，既没有粉尘污染和空气污染，也便于寄存，对周边环境的影响小，受到建筑人员和周边居民的欢迎。而在拆除时，不会出现碎石沙尘满天飞的状况，回收使用率极高，不会发生固体建筑废物，同样减少了对环境的污染和破坏。

二、土木工程建设中钢结构技术应用存在的问题

1、技术人员和工作人员缺乏

钢结构的发展和应用，是土木工程建筑行业的新课题，尚处于开发阶段，相关的技术和设备都不够完善，技术人员极度缺乏。而在施工中，如果没有技术人员的指导，施工的质量就无法得到保证，造成质量不合格，用钢量过大，建筑成本和造价增加等诸多问题。同时，由于缺乏熟练的技术工人，使得工程的施工速度缓慢，人为耽误了施工进度，甚至使得建筑的实际效果与设计蓝图相差甚远。

2、缺乏应用标准和规范

技术人员和科研人员的缺乏，使得相应的研究欠缺，也导致钢结构在土木工程中的应用缺乏相应的标准和规范，设计不合理导致的用钢量过大，使用性能过高的钢材导致的资源浪费，使用性能过低的钢材导致的建筑质量不达标等，严重影响了钢结构建筑的应用和发展。

3、防火困难

虽然钢材为不可燃材料，其自身的耐高温性也较强，但是，如果温度达到一定程度，钢材自身的力学指标会随之发生巨大的变化。一般钢材在温度超过200℃时，强度会逐渐开始降低，而一旦温度超过6000C，钢材会完全失去承载能力，产生剧烈的形变甚至融化。如果建筑内部发生火灾，当温度达到一定范围后，钢材的稳定性和承载力丧失，其后果较其他钢筋混凝土建筑更加严重，甚至会导致建筑整体的解体和崩塌。。

三、钢结构焊接技术

1、低温焊接

在焊材的选择上。低温的环境中，对焊材要严格执行烘焙和保温措施，因此要尽量选择低氢的焊材，或者选择超低氢焊材。在焊接作业的时候，为了减少热量的损失，要在焊前进行防护，怎么才能使焊接区域形成相对封闭的空间呢？这就需要在焊接作业区域搭建防护棚；如果没有条件搭建防护棚，还需要对焊接区域进行防护，要求气体保护焊及焊接气瓶均要采取其他的有效措施进行保温。

2、要控制好低温焊接质量

要对预热和层间进行保温。在低温环境下，加热区域中的构建焊接区各方向不能小于100mm范围内的母材，预热温度要稍微高于常温环境下的焊接预热温度，要采用大于或者等于二倍钢板厚度的母材，根据JGJ812002的规定，焊接层间温度最低温度在20℃，不能低于预热温度，不能低于预热标准。两者取高值。如何加大低温焊接定位焊时的热输入，为了增大焊缝截面和长度，不在坡口以外的母材上，采用与正式焊接相同的预热条件进行打弧，为了减少由于定位焊接所引起的收缩裂纹，熄弧的时候一定要填满弧坑，从而适当加大定位焊的热输入。采用什么样的合理的低温焊接方法？为了尽量多层多道使用摆幅，要严格控制层间温度。如何使低温焊接后热及保温？焊接后，为了防止因为冷速过快而引起的冷裂纹，要对焊接接头进行后热保温处理，避免扩散氢气的逸出。同时要适当的后热温度，适当的降低预热温度。

3、厚钢板焊接技术

厚钢板在建筑刚结构中，经常被大量的使用，如：国家体育场鸟巢工程中，就用了最大板厚达到了110mm的钢，而新保利大厦工程使用了125mm厚度的轧制H型钢翼板。在建筑用钢的范围内，由于厚钢板的大量使用，丰富和促进了后钢板焊接技术的发展。但是厚钢板焊接的时候需要注意什么呢？要充分的考虑选择合理的坡口形式，如：双U或者X坡口，防止产生裂纹，减少变形。如果只能单面焊接，为了减少焊接收缩量，保证焊透，要采用小角度、窄间隙坡口。从而提高工作效率，也能够降低焊接剩余应力，从而合理地预热和层间温度。

四、土木工程建设中钢结构技术管理措施

1、设备选择

综合考虑工程特点、现场的实际情况、工期等因素,经过反复比较各种方案，从吊装设备、与土建交叉配合要求及本企业的施工实践，钢结构吊装选择2台50t汽车式起重机，作为钢结构安装的主要设备。

2、地脚螺栓埋设

地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，地脚螺栓的埋设须严格保证其精度，地脚螺栓的埋设精度：轴线位移：±2.0mm,标高:±5.0mm。在柱地脚螺栓安装前，将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，以保证螺栓的安装精度，然后根据轴线放出柱子外边线，待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后，将所需标高抄测到钢管架子上。

3、加快对相关技术人员的培养

针对技术人员和工作人员缺乏的问题，要加快相关技术的提升，培养专业型人才。要结合当前我国的教育情况，扩展高校在钢结构专业方面的人才招收和教育，同时，加强对相关技术人员的培训，与国外先进企业进行技术交流与学习，提升我国专业人才的数量和研究设计水平。

4、加快对建筑防火问题的研究

要在现有条件下，从多个方面寻求钢结构建筑的防火问题的方法。首先，可以根据建筑的实际情况，确定建筑可能遭遇火灾的等级和频度，确定耐火等级，选择适当钢材。其次，可以采用外加条件加强钢材防火耐热程度，如给钢材喷涂、包敷或冷却，增强钢材耐火限度。

结束语

随着钢结构在建筑工程中的应用范围的不断扩大， 其施工技术的难度也逐渐增大， 人们对它的安装精度也有了更高的要求， 而质量问题也备受关注。整个施工期间， 要结合工程的实际情况， 严格按照吊装顺序进行安装， 等到吊装结束后还要进行初校和复校， 这样才能确保吊装的精度;另外还要不断摸索焊接的变形规律， 使得焊接顺序得以优化， 焊接质量得以控制， 进而使得工程得到有效管理。只有全面控制好工程的施工质量， 才能确保高层建筑工程项目顺利完工。

参考文献

[1]严晗.对钢结构工程施工的质量控制分析[J].中国新技术新产品，2014（24）.

[2]吴焱.化学植筋技术在土木建筑施工中的应用[J].河南科技，2014（22）.

[3]阮新龙，章樱，朱金火.浅谈钢结构在住宅建筑上的应用[J].民营科技，2004（03）.

[4]杨立涛.浅谈钢结构在建筑上的应用[J].黑龙江科技信息，2003（17）.