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土工工程施工中鋼結構的運用
發布時間:2020-06-05

  摘    要: 文章以鋼結構在土木工程施工技術中的應用為研究對象,首先對常見的鋼結構技術進行了簡單的介紹與分析,隨后圍繞鋼結構如何在土木工程施工技術中的應用提出了一些應用措施,以供參考。

  關鍵詞: 鋼結構; 土木工程; 施工技術; 應用;

  鋼結構本身自重輕,抗震性優良,易于裝配,工業化程度高,因此在實際土木工程施工中有著較為廣泛的應用。然而鋼結構自身易腐蝕,耐火性差,因此需要在實際土工工程施工過程中,做好鋼結構施工技術的應用實施,這對于整體土木工程質量提升有著較為積極的影響意義。

  一、常見的鋼結構技術簡析

  (一)高層鋼結構技術

  高層鋼結構主要是以建筑實際高度與設計要求為依據,確定具體的鋼結構形式,比較常見的鋼結構形式為框架支撐、筒體和巨型框架結構,具體在鋼構件方面,可采用鋼筋混凝土或鋼管混凝土。鋼構件質量較輕,并且有著良好的延性,可以采用焊接型鋼或軋制型鋼,這種鋼結構材料比較適合超高層建筑;而對于勁性鋼筋混凝土構件而言,本身具有剛度大、防火性優良等優點,因此非常適用于中高層建筑。鋼管混凝土施工簡便,多用于柱結構施工。
 

土工工程施工中鋼結構的運用
 

  (二)空間鋼結構技術

  對于空間鋼結構而言,本身具有自重輕、剛度大、造型美觀等優勢特點,并且實際施工速度快、效率高。在實際應用方面,主要結構形式為以鋼管為桿件的球節點平板網架、多層變截面網架為主,能夠賦予建筑空間結構較大的剛度,且實際消耗的鋼材量也比較少。除了網架結構形式外,空間鋼結構還包含大跨懸索結構、索膜結構等形式。

  (三)輕鋼結構技術

  輕鋼結構技術主要應用輕型彩色鋼板,制成建筑墻體或屋面圍護結構,通常需采用鋼板進行焊接或軋制,應用于大斷面薄壁H型鋼墻梁和屋面檁條,還可以采用輕鋼制成柔性支持系統,跨度能夠達到30m以上,實際消耗鋼材量也比較小。當下針對于輕鋼結構,已經有標準化的設計程序與專業化生產企業,輕鋼結構安裝速度快,整體投資也比較少,實際輕鋼結構技術施工不受季節所限,在各種輕型工業廠房中得到了廣泛的應用。

  二、鋼結構在土工工程施工技術中的應用

  (一)科學合理選擇鋼結構材料

  在進行鋼結構材料選擇時,主要目的是保證鋼結構具有較強的承載能力,避免在完成鋼結構施工后,受影響條件影響,出現脆性破壞問題,嚴重影響整體土木工程質量。在實際進行鋼結構材料選擇時,還需要充分考慮鋼結構荷載特征、鋼結構工作環境、結構形式、應力狀態等諸多因素,在此基礎之上,還應嚴格遵循《鋼結構設計規范》提出的相應要求,保證鋼結構材料選擇的合理性。對于土木工程施工而言,在實際進行鋼結構材料選擇時,主要以碳素鋼與低合金鋼為主。針對于土木工程施工中的柱面結構而言,主要應用的是工字型或箱型截面鋼結構,針對一些具有特殊要求的土木工程,還會應用到一些復合型鋼截面。在實際進行鋼結構選擇時,需要結合不同鋼截面要求,做好合理的選擇。

  (二)做好鋼結構油漆涂抹防護

  在土工工程施工中應用鋼結構,受外界環境以及鋼材本身特性所影響,經常會出現銹蝕問題,從而對于鋼結構承載能力帶來嚴重影響,不利于整體鋼結構安全穩定性提升。因此需要施工人員加強油漆涂抹,做好鋼結構表面防護工作。在涂抹油漆前,需要施工人員做好鋼結構的基礎性處理,確保鋼結構表面干凈整潔,并將已經存在的銹蝕痕跡刷磨干凈,再用粗砂布進行打磨,全面保證鋼結構表面的光潔性。在一些土木工程施工過程中,由于需要采用的鋼結構較多,需要實際打磨的面積比較大,因此會采用砂輪機進行統一的除銹工作。此外,油漆涂抹注意要均勻適中,在完成涂抹后,需要做好防護,避免出現人為剮蹭,影響油漆干燥效果。

  (三)做好鋼結構的連接技術選擇

  在土木工程施工中,主要有三種鋼結構連接技術,不同連接技術優缺點各不相同,可結合土木工程施工實際做針對性的選擇應用:

  (1)焊縫連接。這種連接技術主要是通過電弧焊產生熱量,融化局部鋼結構,經冷卻凝結成焊縫,從而將鋼構件連接成一體。該技術優點是不會對鋼構件截面造成削弱影響,實際連接構造簡單,連接也比較方便,并且有著良好的連接剛度與密封性,實際連接施工效率比較高,還有利于節約鋼材。缺點是焊縫附近的鋼構件受高溫影響,容易導致材質變脆,同時還會產生一定的焊接殘余應力與殘余變形,不利于鋼結構承載力、剛度提升。部分焊縫連接由于剛度過大,從而導致原本的一些局部裂紋迅速擴大,在低溫環境下,更容易出現脆斷;焊縫連接塑性與韌性比較差,容易導致鋼結構疲勞強度降低。

  (2)螺栓連接技術。主要是通過螺栓零件將鋼結構連接在一起,一般分普通螺栓連接和高強度螺栓連接兩種。該鋼結構連接技術施工比較簡單,實際安裝方便,因此非常適合在工地進行安裝連接,也很容易進行拆卸,在需要裝拆的鋼結構與臨時鋼結構連接場景中有著廣泛的應用。該連接技術缺點是在實際技術實施過程中,需要在鋼結構表面進行開孔,在拼裝時需要對孔,導致制造工作量增加,并且對鋼結構制造的精度有著較高的要求;螺栓孔還會削弱鋼構件的截面,且容易消耗大量的鋼材,材料成本比較高。

  (3)鉚釘連接。通過利用一種一端帶有半圓形預制釘頭的鉚釘,在釘桿燒紅后,迅速插入連接件的釘孔中,然后借助鉚釘槍工具,將另一端也打鉚成釘頭,從而使得鋼結構連接的更加緊固,這種連接技術的優點是鉚接傳力可靠,并且有著良好的可塑性與韌性,更加容易保證連接質量,并且能夠用于重型鋼結構與直接承受動力荷載鋼結構的連接。該鋼結構連接技術的缺點是實際鉚接施工工藝比較復雜,并且需要消耗的鋼材比較多,實際工作量比較大,因此當下在土木工程施工中應用比較少,基本被焊接和高強度螺栓連接所取代。

  三、結語

  鋼結構技術是土木工程施工中常用的一種施工技術,由于鋼結構本身質量較輕,施工比較方便,因此在土木工程中有著較為廣泛的應用。但鋼結構本身也有著一定缺陷,比如更容易銹蝕等。因此需要在實際施工過程中,做好鋼結構材料選擇,加強鋼結構的防護,從而有效提升土木工程鋼結構施工質量水平。

  參考文獻

  [1] 劉君.芻議土木工程中的鋼結構應用[J].門窗,2019(09):181.
  [2] 田洋.土木工程施工中的鋼結構技術[J].中外企業家,2018(36):105.

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