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钢结构在土木工程中的应用研究

发布时间: 2022-04-15 08:38:22 浏览:

【摘要】土木工程施工过程中,应用较为普遍的就是钢结构,其与混凝土结构相比,具有更强的抗压性,更加安全稳定。本文主要对钢结构应用在土木工程中的优缺点进行分析,并从选材、安装、防锈等各个环节进行严格控制,从而使钢结构的工程质量得以有效提高。

【关键词】钢结构;土木工程;应用

1、前言

随着经济发展的迅速化,建筑行业也得以迅速发展。在建筑行业中,土木的发展仍处于较为重要的地位,不论是规模,还是数量均呈现增长趋势。当前,由于钢结构具有材质性能良好、应用较广泛、可塑性较高等优势,逐渐在土木工程中得到广泛应用。但是,由于钢材自身原因,通常会受到各种因素的限制,因此,土木工程中在使用钢结构的时候,需要确保安装以及施工的准确性,并做好相应的防锈工作,从而使工程项目的整体质量得以有效保障。

2、土木工程中应用钢结构的优缺点

2.1钢结构应用的优点

(1)建造成本低。土木工程施工中应用钢结构,能够使建造成本得以有效降低,建造成本作为建筑实际建设过程中的一项重要指标,其与传统施工中应用的混凝土具有更为显著的优势,例如,钢结构具有比较强的韧性以及耐性,且质量较轻等优势。因此,在土木工程当中,运用钢结构能够使建筑材料得以有效节约,并使建筑材料的成本相应降低,从而使工程造成得以有效降低。

(2)促进建筑稳定性的提高。钢结构在各个方面均具有显著优势,例如,其在延展性、韧性、强度、刚度等各个方面均具有显著的性能,这就促使建筑在对自然灾害进行应对的能力得以有效提升,因此,土木工程中应用钢结构,能够有效促进建筑的稳定性。

2.2钢结构应用的缺点

(1)较差的耐腐蚀性。现代建筑当中,大部分建筑的钢结构需要暴露在空气中,如果没有对建筑实施反腐蚀措施,这就导致建筑物会受到相关自然物质的侵蚀,并对建筑物自身的稳定性造成影响。虽然对建筑物实施相应的反腐蚀操作,但是,钢结构经过长时间的使用后,也会受到相应的侵蚀,这就导致无法长时间的确保建筑稳定性的良好性[1]。

(2)对结构的设计具有较高的要求。钢结构与混凝土相比,其在设计上通过具有较高的要求,且更为复杂,这就需要进行严格的计算,如果计算出现差错,就会对建筑的整体产生不良影响。

(3)材料的价格存在不稳定性。土木工程中所使用的钢结构,通常具有较高的价格,但是,建筑企业为了实现成本的有效节约,就会放弃对钢结构的使用,这就会对钢结构的广泛应用受到限制。

3、土木工程中对钢结构施工的要点

3.1选材与焊接

(1)选材。建材市场当中,钢材包括:板材、型材、管材等。而钢结构所采用的材料,大部分选择碳素钢材。碳素钢材通常具有较高的硬度以及较大的强度等优势,但是其可塑性通常比较差。土木工程当中,钢结构的柱面通常包括工字形以及箱型截面,近几年,十字形界面逐渐得到广泛应用。钢结构以及钢材料的有效选择,通常对建筑所具备的稳定性具有决定性作用。因此,在进行钢材焊接之前,需要根据工程的工艺技术实施相应调整,以此确保焊接的稳固性。

(2)昆明地铁线网控制中心工程通过厚板焊接坡口设计、远红外加热技术、组合焊接新工艺、多层多道错位焊接技术、焊接环境的控制等多项技术,使本工程焊接合格率达到100%。同时自主研发改进焊接机器人,通过本工程的试验,使焊接机器人增加了焊缝轨迹示教跟踪控制技术、焊缝电弧跟踪控制技术、多层多道自动排道焊接技术、喇叭口(渐变坡口)焊接控制技术、焊接参数数据库及成套控制技术,达到了焊机机器人真正可以进行现场作业施工的条件。

3.2储存与安装

(1)钢材料的储存。钢材料在进入到施工场地之后,需要对其进行有效存放。在对钢材料进行保管的时候,需要确保存放区域的安全、合理,且钢材安装区域的面积需要在钢结构安装之后的2倍以上。通常施工现场需要依据工程的实际进度,将钢材运往其安装位置。因此,对钢材料的具体存放位置的选择极为重要,需要保证钢材料的存放位置能够在具体施工的工作范围内。除此之外,在进行存放的时候,如果钢材料出现变形现象,就需要对其进行及时矫正,而对于无法有效矫正的钢材料,就需要及时更换,避免由于钢材问题而延误施工。

(2)钢结构的安装。①安装工序:钢柱安装:吊装前准备→钢柱定位→吊装临时就位→柱身垂直度校正;钢梁安装:吊装前准备→调整固定→高强螺栓连接→校正。②工艺方法:钢柱安装工序:吊装之前,在钢柱的一侧安装爬梯,并在柱顶以下的1.3m处,对临时钢槽进行焊接固定,确保爬梯以及临时钢槽的牢固性。然后将钢柱吊至就位上方约200mm的位置,就需要停机稳定,在就位时,将其对准钢柱的截面之后,缓慢下落,并将钢柱的四边中心线与钢柱的下段进行对齐,通过螺栓以及双夹板进行临时固定。在吊装就位之后,通过大六角头的螺栓,经过连接板将上下耳板进行固定,然后将螺栓拧紧。通过全站仪的使用,对钢柱的实际垂直度实施相应调整。在调整的时候,通过上下柱之间的标高控制线距离,对设计标高的数值进行比较,通过千斤顶进行回正,同时,需要对焊接收缩的变形量进行考虑,然后将标高所产生的偏差调整到5mm之内,在满足要求之后,就可以打入钢楔,然后焊接约束板,避免钢柱出现回落[2]。

3.3合理施工

随着经济、社会迅速发展,土木工程在实际施工建设过程中,需要对生态环境状况进行充分考虑,并在实际建设的过程中,对绿色建筑理念进行应用。在施工过程中,不论是钢结构,还是混凝土结构,都需要确保施工的时候能够对生态环境相关因素进行充分考虑,并将绿色建筑的相关思想融入到实际施工中,通过合理施工,确保绿色建筑。

结语:

综上所述,钢结构作为土木工程结构当中的两大体系之一,其也属于当前建筑工程中应用较为广泛的一种结构模式,属于具有显著优越性的一种新型结构。钢结构在土木工程的应用中具有显著的优越性,但是,也存在相应的问题以及缺陷,对钢结构实现广泛的应用产生限制。因此,工程建设过程中,需要采取相應的措施,对施工质量进行严格把控,从而确保钢结构的稳定性以及安全性,并在工程性能得到保证的同时,促使钢结构所具备的优势得到充分发挥,从而使钢结构施工能够在土木工程的实际建设中得到广泛应用。

参考文献:

[1]崔连福,韩雅君.浅谈土木工程施工中钢结构技术的应用[J].科技风,2018.

[2]杨宏.土木工程建设中钢结构技术的应用与管理分析[J].智能城市,2018.

[3]邹振民.关于土木工程施工中钢结构技术的探讨[J].工程建设与设计,2018.

作者简介:

崔学忠,昆明轨道交通集团有限公司,云南昆明。

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