土木工程施工中的钢结构技术研究

宋亚龙

摘 要：过往，混凝土及木制材料用于土木工程建设领域中暴露出很多不足，伴随科技进步、工业化的持续发展，越来越多的施工单位认识到钢结构用于土木工程施工建设中的优势，有效应对了传统混凝土施工技术暴露的不足。文章在列举常见钢结构技术类型的基础上，详细的探究了钢结构施工技术要点，以供同行借鉴参考。

关键词：土木工程;钢结构;技术类型;技术要点

钢结构，实质上就是以钢材为原料制造出的构件，当下其在建筑工程建设中用量有不断增多趋势，辅助使用一些防锈工艺技术，采用焊接、铆钉将多个构件连合为一。和其他材料相比较，钢结构有承载能力强、硬度高、防震性能优良、延展性好等诸多优势，用于土木工程建设领域中，能明显提升结构建设质量，降低施工阶段危险事故发生的风险^[1]。但是钢结构自身有易腐蚀、耐火性差等特征，故而在土木工程施工阶段，应明确钢结构施工技术要点，对提升工程建设质量有很大现实意义。

1 常见的钢结构技术介绍

1.1 高层钢结构技术

高层钢结构施工阶段主要将建筑真实高度和设计要求设为凭据，确定钢结构的具体形式，框架支撑、筒体以及巨型框架是当下较为常见的结构形式，在钢构件方面，可使用钢筋砼或者钢管砼。钢构件自重较轻盈，并且延展性优良，推荐使用焊接型钢或轧制型钢，以上这些钢结构材料在超高层建筑施工领域中表现出较好的适用性。对劲性钢筋砼构件加以分析，其自身持有刚度大、防火性优良等优势，故而推荐用于中高层建筑建设领域中。相比之下，钢管砼施工流程较为简单，通常用于柱结构建设施工中。

1.2 空间钢结构技术

空间钢结构有自重轻、刚度大、造型美观等诸多优势，用于建筑工程建设领域中，有施工快速、效率高的特征。在现实施工实践中，以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架是主要的结构形式，其能提高建筑空间结构的刚度水平，并且现实施工阶段投用的钢材量偏少。

1.3 轻钢结构技术

该类钢结构主要是采用轻型彩色钢板制造成建筑墙体或屋面围护结构，多数工况下会使用钢板行焊接或轧制处理，也可以使用轻钢制造柔性支持系统，跨度能抵达30m以上，现实施工时耗用的钢材量也较少^[2]。目前，国内针对轻钢结构，已形成规范化的设计流程，建成了专业化生产企业。轻钢结构能被快速安装，整体建设成本偏低，且不受客观环境条件的约束，目前在多种轻型工业厂房建设领域中有较广泛应用。

2 土木工程中钢结构施工的技术要点

2.1 选材和连接

土木工程钢结构施工阶段，常用的钢材主要有如下四种类型，分别是板材、型材、各种金属制品以及管材。对钢材的材料构成进行分析，当下，普通碳素钢、普通低合金钢和优质碳素钢在土木工程中钢结构施工实践中有较广泛的应用。在现实施工实践中，柱是钢结构施工中最重要的部件之一，通常将其设计成工字形与箱形截面，近些年十字形截面应用频率逐渐增加。他类钢材内，除结构特殊的钢梁，大部分选用的是H型钢。基本上采用焊接或螺钉衔接各种材料，相比之下，焊接应用更为广泛。在焊接施工前期，施工人员一定要结合材料类型、规格拟定适宜的焊接方案，分析焊接工艺的合理性，持续提升施工的规范性，确保相关参数符合土木工程施工设计要求。若拟定选用高强螺栓固定，则一定要确保螺栓衔接的精确度处于较高水平。

2.2 材料和设备

钢结构施工阶段，一定要指派专人妥善保管各种有关材料。在各种钢材被运送至施工现场前，一定要对其进行整体检查，以防运输阶段出现破损、变形的钢材被用于工程建设实践中，针对存在质量缺陷的钢材，一定要要求供货商尽早更换，确保钢材符合工程施工质量要求。待材料进场后，应将其妥善安置于暂存区，并且要采用科学的管理措施，从基础环节保证材料质量。

2.3 吊装工艺

吊装是土木工程钢结构施工过程中的重要一环，在正式吊装施工前，一定要全面分析施工现场、材料状况及施工工艺等，选用适宜的吊装设备，常见的有起重机、起重臂长度、吊籃技术等^[3]。吊装施工时，一定要认真落实吊装标准作业规范，严遵照有关安全要求，在确保施工活动安全的基础上，提升施工效率。

3.4 焊接工艺

电弧焊接施工时，基于电极一个侧面可将焊接电流与引弧传送至另一侧面的原理，也可作为填补料被炼化处置以后，直接转送到熔池中，与基本液熔合一体，以上是焊缝形成的重要基础。在具体施工阶段，应加强焊条外部质量的控制，严禁出现焊芯脱落、腐蚀及生锈等状况，焊缝金属持有的力学属性不可低于母材标准设定的下限值。基于原材料抗张强度与等强度原则，建议施工方选用抗张强度等级统一的焊丝。当焊接高强度钢结构时，因有母材熔化阶段形成不良影响，所以焊缝材质的实际抗张强度会显著高于焊丝的设计值。故而，推荐使用抗张强度偏低的焊丝，确保焊缝金属和母材等同。应先评估施工单位选用的钢铁焊接、焊接原料、焊接方法及焊后热处理取得的效果，并结合评估报告设定最适宜的焊接工艺。要求裂缝轮廓不可有裂痕、结节或者他类缺陷。焊缝外部不可有气孔、弧坑裂纹、电弧擦伤等，严禁出现咬边、欠焊、根部松脱等问题。依照焊接工艺标准要求评估施工单位选用的电焊钉子和钢铁，有针对性的做出改进与完善。卷曲焊条时要做到密实、平齐，严禁出现硬压、锈蚀等不良状况。确保焊机各部件均能处于正常运作模式中，确保电源稳定供电，避免焊接过程中出现停电或电压值明显改变的情况。

3.5 油漆工艺

在焊接固定好钢结构以后，应对其表层进行维保措施，以防钢结构实际使用过程中因为生锈而降低其使用性能，短缩使用寿命。结合当前钢结构施工实况，涂抹油漆为最常用的防锈技术手段。油漆工艺程序主要有^[4]：

3.5.1 处理基层：实质上就是针对初步完成焊接的钢结构表面进行除锈处理，多通过手工形式完成的，具体是先使用钢丝球擦拭钢结构表层，而后使用纱布清洁其表面，确保结构表面平整顺滑无金属锈，最后用棉布对金属表层做最后的清洁处理，除去表层吸附的灰尘。针对锈迹严重的部位，也可联合使用砂轮打磨法除锈。

3.5.2 刷油漆工艺：该过程推进时一定要确保于金属表层上均匀的涂刷油漆，油漆不可流进金属材料的内孔。在油漆涂抹作业整体结束，待其干燥后全面检查油漆表面状态，针对存在缺陷的部位及时予以修补处理。可以将适量红丹粉掺和到油漆内，有益于提高钢结构的亮度，提升其美观度。

3.5.3 磨平处理，利用打磨法使金属表层的油漆层平滑，色泽匀称。

4 结语

钢结构是当下我国建筑企业施工阶段的重要材料之一，用于土木工程建设实践中，能明显提升结构的安稳性。但因为钢结构自身的特殊性，施工过程较为复杂，故而实践中，施工人员一定要认真落实各项准备工作，结合项目实况，有针对性的完善钢结构施工技术方案，并加强现场施工管理，以最大限度的提升工程建设质量。

参考文献：

[1]郝贠洪，田旭乐，韩燕，宣姣羽，马思晗.冲击荷载作用下钢结构表面涂层的接触损伤[J].建筑材料学报，2020，23（03）：707-712.

[2]徐昌永.土木工程钢结构施工技术的有关问题研究[J].居舍，2020，47（12）：40-41.

[3]管品武，杨光煜，张东亮，余政，梁岩.复杂钢结构温度效应影响分析[J].结构工程师，2020，36（02）：80-87.

[4]王秀丽，崔健，赵涛.附着式升降脚手架新型钢结构附着节点应用研究[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2020，36（02）：273-281.