钢结构在土木工程施工技术中的应用分析

陈海钟

【摘要】当前，我国社会经济的发展已经呈现出繁荣的态势，可以有效改善国民的生活质量，同时，也推动着土木工程的大力建设，实现建设数量的不断增长以及建设规模的不断扩张。而在建设土木工程中，钢结构已成为应用最为普遍、广泛的新型材料，其自身所具备的抗震性能、承载性能，能够进一步提高土木工程建设的安全性以及稳定性，同时，能够有效延长土木工程日后的使用周期。而想要钢结构能够充分发挥出延展性以及韧性作用，就必须要对其施工技术的合理、有效应用投入高度的重视，同时，施工人员必须要转变以往的建设理念、建设模式，积极学习最新、最先进施工技术的应用方法，进而整体提高土木工程的施工质量与施工效率，全面提升土木工程的安全性、稳固性以及耐久性，推动建筑企业、施工企业经济效益与社会效益的双丰收。同其他建筑、混凝土建筑相较，钢结构建筑在施工方面存在一定的难度，因此，施工人员必须要时刻掌握最新的施工技术，将其在建设与施工中合理、有效加以运用，从而推动土木工程的长远、稳定发展。基于此，本文首先针对当前钢结构的特点以及常见钢结构技术展开分析，并视为切入点，同实际情况结合，提出针对性、专业性的施工技术策略，为相关从业者带来一些参考依据。

【关键词】钢结构;土木工程;施工技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.046

绪论

当前，土木工程的建设数量正在持续增长，能够带给人们生活、学习与生活的便利。而随着时代的不断发展，钢结构建筑已越来越受到施工企业、建筑企业的推崇与青睐。但是，如果没有有效应用钢结构施工技术，将会影响到钢结构建筑的稳定性、安全性以及耐久性，也无法推动钢结構土木工程的持续、全面发展。由此可见，相关从业人员当前必须要重视的工作，就是钢结构施工技术在土木工程中的应用策略，只有保障施工技术的合理、科学、有效应用，才能够整体提高土木工程的建设质量。

一、钢结构的特点

1.性能优越

在钢结构中，锰元素、铁元素与其他材料均属于其组成部分，可以说，构成钢结构的元素丰富多样，因此，钢结构同样能够包括混凝土、水泥等建筑材料所拥有的性能及优势。通过分析钢结构所具备的优越性能，可以发现：其具备较强的硬度，并且拥有良好的承载性能，能够对等级较高的地震灾害做出有效抵御[1]。除此以外，延展性、韧性良好同样也是钢结构最为主要的性能优势，促使其远强于其他建筑材料。现如今，我国的第一生产力便是科学技术，随着科学技术的深入研发与大力进步，促使我国同样也在不断提高生产钢材料的水平。能够将建设工程的实际需要作为依据，进而生产出符合工程特点、拥有特定性能的钢材料。

2.可塑性较强

针对于钢结构而言，具备较高的可塑性，主要在钢结构应力超出屈服点后，会发生塑性形变方面有所体现，但是，并不会导致钢结构出现断裂的现象。当前，判定钢结构可塑性的主要指标在于通过应力作用的影响，了解钢结构的断面收缩率以及伸长率。在钢材料中，蕴含足量的碳元素，能够极大幅度的提高钢材料的可塑性以及韧性，但是，如果应力比钢材料的极限范围要大，则应该将相关的设计要求作为依据，从而调节整体钢结构的造型。在实际展开钢结构施工作业期间，施工人员可以通过螺栓、铆接等模式的运用，从而连接结构构件，确保土木工程现场的施工作业能够更加便捷、简单。

3.节能环保

和其它类型的建筑结构相比，钢结构在节能环保方面的优势表现也尤为突出。钢结构往往是可以回收再利用的，能够实现安装的便携性，同时，可以将土木工程施工总量降低，除此以外，还能够减少由于建设土木工程而产生的粉尘污染与噪音。可以说，投入钢结构的成本普遍较低，能够重复、多次使用，实现能源消耗的有效降低，确保在建筑市场中，钢结构得到广泛的青睐[2]。在土木工程施工作业中使用钢结构，还能够将建筑企业的效益空间扩张，并且可以有效推动我国可持续性发展战略的实施与落实。

二、常见的钢结构技术

1.高层钢结构技术

针对于高层钢结构而言，通常都是根据实际的建筑设计要求与高度，从而对实际的钢结构形式做出明确，目前，巨型框架、筒体、框架支撑结构属于高层钢结构最为常见的形式，在钢构件方面，可以采取钢管混凝土或者是钢筋混凝土。在质量方面，钢构件普遍较轻，同时具备较好的延展性，能够采取轧制型钢或者是焊接型钢，在超高层建筑中，此种钢结构材料非常适用[3]。对于劲性钢筋混凝土构件来讲，自身具备防火性能高、刚度大等优势，在中高层建筑中较为适用。而在柱结构施工中，普遍采取钢管混凝土，达成便利施工的目标。

2.空间钢结构技术

空间钢结构技术具备造型美观、刚度大、自重轻等优点，可以提高施工的效率、加快施工速度，在实际运用期间，以钢管为杆件的多层变截面网架、球节点平板网架属于主要的结构形式，可以有效提高建筑空间结构的刚度，并且减少钢材量的消耗[4]。除网架结构形式之外，索膜结构、大跨悬索结构属于空间钢结构的主要形式。

3.吊装施工技术

在实际的土木工程施工开展的过程中，一定是需要应用到相应的机械设备的，在施工当中应用合理的机械设备可以有效地提高工程整体的经济效益。土木工程施工对钢结构的应用，应用最广泛的一项技术为吊装设备，通过对吊装设备应用，可以将不同类型的钢结构进行有效的起重，这样便能够一定程度上控制施工成本。但是在实际当中，应用吊装技术来完成钢结构的安装工作，除了需要保证所应用的吊装设备符合相关的施工要求标准之外，还需要在操作的过程当中严格按照国家相关的安全管理规定来开展施工，在不影响施工效率的前提下，对实际当中的施工具体情况进行全面的分析，从而有针对性地预防施工过程中安全事故的发生，以此来保证施工能够在规定的时间内完成。

4.预埋螺栓技术

在土木工程钢结构的施工过程当中，需要应用到钢性柱脚螺栓，以此来使柱脚与钢筋混凝土能够牢固地连接在一起。在第一节钢柱安装的过程当中，柱脚螺栓的作用主要是临时标高以及控制平面的大小。相关的工作人员对于柱脚螺栓的埋设，需要注意控制好基础轴线与标高的基准点，使轴线的误差控制在2毫米以内，标高的偏差控制在5毫米之内。除此之外，在螺栓预埋完成之后，需要相关的工作人员对其质量进行充分的检查。在定位埋设完成之后开展第一次的检查工作，第二次检查工作需要在混凝土浇筑完成之后进行，检查其位置有没有发生偏差的现象。如果发现位置的埋设不够合理，那么就需要进行二次埋设，一直到符合相关的标准为止。

5.塔吊施工技术的应用

塔吊在实际的土木工程钢结构的施工过程当中应用是非常广泛的，它是施工当中最常用的一种施工设备，通过对塔吊的应用能够很大程度提高工程施工的效率，塔吊设备除了能够实现施工当中不同重量的调运，还能够有效地保证施工周期，所以实际的应用价值是非常高的。但是需要注意的是，當前的城市建筑当中为了能够促进对土地的利用效率，有很多的超高建筑被建成，而对于这些超高建筑的施工，以往的施工当中常用的附着式塔吊在当前阶段已经不适用了，对于高层建筑的施工需要选择内趴式塔吊，这样不但能够有效地控制对塔吊的使用成本，还能够为施工安全以及施工效益提供充分的保障。

6.钢柱的安装

钢柱安装是土木工程钢结构当中较为基础的一部分，其对钢结构整体的承重性有着非常重要的影响，在实际的施工过程当中，需要从以下几个方面来进行控制。第一，将牛腿支撑面作为基准，以此来进行标高观察点的设置，如果条件不够的话，没有牛腿，那么就可以将桁架的最后一个安装孔作为基准点;第二，对于多柱节安装的过程中，首先应该做到各个柱节的牢固组装，之后再开展钢柱的吊装;第三，在钢柱的吊装工作完成之后，要对安装的质量进行仔细的检查，并且做好尺寸的调整，最大限度来减小误差，使其能够控制在一个标准的范围之内;第四，如果构件的形状又大又细，那么可以利用补强或者其它的特殊处理方式来提高其可靠性。例如，在进行梯形屋架下旋杆安装的过程中，可以应用抗压补强的方式来提高侧方向的应力。

三、钢结构在土工工程施工技术中的应用策略

1.科学合理选择钢结构材料

在选择钢结构材料的过程中，必须要对钢结构的承载性能做出保障，减少在钢结构施工完成之后，会由于气候条件的影响，而造成脆性破坏现象的发生，对土木工程的整体质量造成严重影响。在实际选取钢结构材料期间，必须要对钢结构的应力状态、结构形式、工作环境以及荷载特征等众多因素做出充分考量，同时，在此前提条件下，还应该对相应的规范、要求遵循，确保选取钢结构材料能够更具合理性。针对于土木工程的施工作业来讲，在实际选取钢结构材料期间，主要以低合金钢以及碳素钢为主。对于土木工程施工作业当中的柱面结构而言，主要对箱型截面钢结构或者是工字型钢结构加以运用，对于存在较为特殊要求的土木工程，还会对一些复合型钢截面进行运用。因此，在选择钢结构时，必须要同钢截面要求相结合，做出最恰当的选择。

2.做好钢结构油漆涂抹防护

将钢结构运用于土木工程施工作业中，受到钢材料自身特性于外部环境的影响，锈蚀现象时常会发生，进而直接影响到钢结构的承载能力，对提高钢结构整体稳定性以及安全性造成不利的影响。由此可见，施工作业人员必须要将油漆涂抹工作强化，将防护钢结构表面工作做好。在油漆涂抹以前，需要施工作业人员将基础性处理钢结构工作做好，对钢结构表面的整洁与干净做出保障，同时，刷磨干净已存在的锈蚀痕迹，在通过粗纱布的应用展开打磨，对钢结构表面的光洁性做出保证[5]。在开展土木工程施工作业期间，需要运用到过多的钢结构，因此，实际打磨的面积也要更大，因此，会通过砂轮机的运用，从而统一展开除锈工作。除此以外，涂抹油漆的过程中，必须要保障适中、均匀，在涂抹作业完成以后，必须要将防护做好，减少人为剐蹭的发生，完全保证油漆的干燥效果。

3.做好钢结构的连接技术选择

第一，焊缝连接。针对于此种连接技术而言，主要是对电弧焊产生热量的性能加以运用，从而对部分钢结构进行融化，待冷却凝结后形成焊缝，进而连接各个钢构件为整体。不会削弱钢构件截面，构造实际连接较为简单，连接也相对便利，同时，有效节省钢材料、连接施工作业具备较高的效率，可以具备良好的连接密封性与刚度是次技术最大的优势[6]。但是，同样也存在一定的劣势，例如：焊缝四周的钢构件如果受到高温的影响，会造成材质发生变脆现象，另外，还会造成一定焊接残余变形与残余应力的产生，对提高钢结构刚度以及承载力造成不利的影响。

第二，螺栓连接技术。此技术主要是采取螺栓零件，从而连接起钢结构，通常的情况下，划分为两种形式，即普通螺栓与高强度螺栓连接。采取此种连接技术，能够为施工作业起到一定的便利性，达成方便安装的目标。因此，在土木工程施工现场中，此种安装连接方式最为适用，其拆卸也要更为容易，在需要临时连接钢结构以及装拆钢结构环境下得到普遍使用。但是，此连接技术的劣势在于，实际开展施工作业之时，必须要在钢结构的表面实施开孔，同时，在拼装期间需要进行对孔，如此，会增加工作强度，也会提高与钢结构制造的精度要求。除此以外，钢构件的截面还会由于螺栓孔而出现削弱现象，导致大量钢材料的消耗，增加材料的投入成本。

第三，铆钉连接，采取一种一边具备半圆形预制钉头的铆钉，在烧红钉秆之后，将其在连接件的钉孔中快速插入，随后，通过铆钉枪工具的应用，将另一边也打造成铆成钉头，进而确保连接钢结构能够更具紧固性，传力铆接可靠，拥有良好的韧性以及可塑性，可以对连接质量做出有效保障，同时，能够在直接承受动力荷载钢结构以及重型钢结构连接中得到有效适用，是此连接技术最大的优势。而此种连接技术的劣势在于：在实际开展铆接施工作业期间，其工艺较为繁杂，同时，需要消耗过多的钢材料，造成实际的工作强度较高，因此，在土木工程施工作业中，此技术应用较少，主要被高强度螺栓连接与焊接替代。

结论：

综合上述的分析来看，钢结构建筑具备良好的抗震性能以及承载性能，可以有效保障国民的生命与财产安全。因此，施工人员必须要不断提高并改善自身的施工水平，对钢结构施工技术的合理、有效应用投入高度的重视，通过不断学习最新、最先进的施工技术，来弥补以往施工作业中存在的不足，确保能够整体提高土木工程的稳定性、安全性以及耐久性，为施工企业、建筑企业带来更为可观的社会效益与经济效益，确保土木工程能够始终朝着效率化、现代化的方向发展。

参考文献：

[1]刘洋杨.钢结构在土木工程施工技术中的应用[J].科技风，2021，（09）：127-128.

[2]孙涛文.土木工程施工技术的重要性与创新[J].质量与市场，2020，（18）：73-75.

[3]袁唐中.土木工程施工技术的创新方向探究[J].散装水泥，2020，（04）：67-68.

[4]何晓勇.钢结构在土木工程施工技术中的应用[J].门窗，2019，（22）：149-150.

[5]陈嘉天，于现峰.钢结构在土木工程施工技术中的应用[J].江西建材，2019，（05）：94-95.

[6]吕虎珍.关于土木工程施工技术的创新及发展[J].绿色环保建材，2018，（10）：139-140.

[7]张启玉.关于土木工程施工技术的创新及发展分析[J].中国建材科技，2018，27（02）：141-142.

[8]曾纪永.关于土木工程施工技术的创新及发展分析[J].建材与装饰，2017，（50）：46-47.

[9]拓伟，胡民举.钢结构在土木工程施工技术中的实践[J].江西建材，2017，（08）：109-110.