土木工程之钢结构的应用

发表时间:2020/12/23   来源:《工程管理前沿》2020年27期   作者:姜守印
[导读] 在土木工程的施工过程中,钢结构、钢筋混凝土是较为常见的使用材料,而钢结构在土木工程施工中应用较为广泛,比如说:建造住宅和桥梁工程的施工,其改变以往外墙施工单一,提升其视觉品质、安全性能。
        姜守印
        身份证:3729251987****593X
        摘  要:在土木工程的施工过程中,钢结构、钢筋混凝土是较为常见的使用材料,而钢结构在土木工程施工中应用较为广泛,比如说:建造住宅和桥梁工程的施工,其改变以往外墙施工单一,提升其视觉品质、安全性能。建筑物的结构模式就从单一化逐渐转变成多元化的发展。本文就结合作者实际工作经验,简要的分析土木工程钢结构施工技术应用,希望对相关从业人员的借鉴。
关键词:土木工程;钢结构施工;技术管理
前言:我国是全球钢结构技术应用规模比较大的国家,建筑施工能力最强的钢结构和钢材料消耗大国。在土木工程施工阶段,钢结构与其他建筑技术相比,有着不可比拟的特点,利用不同型号钢筋材料组成了稳定的结构体,对提升土木工程施工性能、质量、效益都有着一定积极意义。
1 土木工程钢结构施工的优点分析
1.1 优化抗压能力
        土木工程中钢结构多采用不同型号钢材,可将不同材料的性能优势相结合,改善整体结构的力学性能。韧性为衡量钢材质量的关键指标,韧性越优,说明材料在受外部冲击时能承受的最大形变越高,避免其发生弯曲、折断、开裂等问题。钢结构具备较高的韧性,能够承担来自工程其他构筑物的交变压力及打击压力。但需要注意,钢材韧性受温度的影响较大,因此当外部环境温度较低时,需优先选用低碳钢,提高材料韧性。
1.2 有效节约成本
        在进行土木工程建设时,因为工程量较大,因此会消耗较多的材料,此时可采取空心钢支架和构件板体进行施工,为管道等供电线路提供相应的通道,这样不仅可以灵活调整建筑高度和层高,也可提高建筑物整体美观性。与钢材相同,钢制框架可应用到现今的混凝土构造中,在动工时,钢结构施工作业人员要少于混凝土施工作业人员,与后者相比,其装配及打造的质量更加简便。此外与混凝土构造相比更加简单,与传统混凝土施工工艺相比,钢架结构的购买成本或保养成本都较低,同时钢结构构件具有可更换性从而增加结构的使用寿命。
1.3有效缩短工期
        在土木工程施工中钢筋混凝土工程,钢筋工程需要现场加工、临时堆放、倒运、绑扎施工,混凝土工程则需要增加满堂架支撑体系和模板工程施工周期长。对于大跨度梁混凝土浇筑施工完成后要养护,拆模时间需要构件设计强度达到100%(28天龄期)耗时长,钢结构则是工厂加工直接在现场吊装耗时短且工厂加工可与基础施工同时进行,也不存在拆模时间,吊装完成后即可进行下道工序施工无时间间隔。
1.4 保证施工安全性
        在传统的土木工程施工中主要的材料是钢筋混凝土,但是混凝土在施工过程中,由于外部因素干扰很容易出现裂缝,这对整个建筑工程的质量具有一定的影响,利用钢结构代替混凝土能够有效解决裂缝和沉降等问题,保证整个施工过程的安全。
2 土木工程的钢结构施工技术应用
2.1 高层钢结构的使用
        在城市化进程不断推进下,现代化高层建筑工程也在不断发展,随着建筑高层不断的增加,在荷载、地震作用下,结构抗侧力的问题逐渐的突出,为实现对结构抗侧力刚度的提升,通过不断创新高层结构体系,逐渐的形成一种新的高层SRC钢柱混凝土钢结构-框架剪力墙体系,在日后高层的施工中应用较为广泛。
2.2 大跨度空间钢结构
        大跨度空间钢结构通常是由网架结构、悬索结构、网壳结构所组成,主要是用于体育馆、候车厅、车间等的屋盖结构。在现代化大跨度空间结构远远不能局限采用传统单一结构的形式,新结构的形式、各组合结构的形式也在不断的涌现出。结构形式的更加复杂,比如说:鸟巢外形结构主要采用了24个巨大的门式钢桁架结构,水立方则是应用泡沫结构理论由12与14面体空间钢架结构连续组成的四方体,奥运会羽毛球馆采用了世界跨度较大的弦支穹顶结构。另外,网壳结构在我国现已应用较为广泛,已经建成网壳工程主要是以球面、柱面、双曲抛物面壳,它比网架的优点更多,尤其是超大跨度的时候。


2.3 轻钢结构
        轻钢结构在近些年的应用发展较快,这种方式结构的工业化和商品化程度较高、施工速度快、综合效率高,市场需求量较大,已经引起结构设计人员高度的重视,轻钢结构还有着强度高、自重轻、占地面积小、便于搬迁等的优点,并且材料能够全部回收利用,充分符合国家现行的节能减排和资源节约,实现可持续化发展的基本国策。在当前,因为轻钢结构在房屋建筑工程施工中发展还不够成熟,我国轻钢结构在土木工程施工应用中,主要是用在工业厂房、窗框、货场等等,这些钢结构建筑在每年的需求量为500万平方米以上,并呈现出快速增长的趋势。
3 土木工程的钢结构施工技术要点
3.1 选材与连接
        通常将钢材分为型材、板材、钢管和金属制品,土木工程施工中的钢结构通常应用的是低合金钢、优质的碳素结构钢、普通碳素钢,通常是由钢的硬度所决定。梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁,在正式安装之前,我们需要做好焊接接头的焊接工艺试验,确定焊接材料及工艺参数。梁与梁、梁与柱之间连接通常可以采用焊接连接、高强螺栓的方式进行连接,注意高强螺栓连接的孔位精度。制孔通常是应用精度高的数控钻孔,还有就是应用精度低的模板制孔,在技术条件较为允许的时候,适用多轴数控进行钻孔。
3.2 钢构件运输、堆放和机械设备安装地点的选择
        在一般情况,安装结构用地面积比结构占地的面积更大,钢结构构件应按照流水施工顺序,从工厂配套运送到现场,且就近堆放在吊装机械回转半径内。若是运输不当造成机械构建变形,在正式施工现场我们需要进行矫正。钢结构安装通常是采用塔式起重机,臂杆的长度能够有足够的覆盖面,起重的能力较为足够,符合各种不同部位构件起吊的要求。钢丝绳的容量也符合起吊高度的要求,起吊的速度要满足安装的要求。
3.3 油漆工艺流程
        3.3.1基层处理。将其金属面清理干净之后,便可进行除锈施工,手工处理通常是应用钢丝刷进行反复的刷打,之后再用精砂布进行打磨,使得表面较为光滑和光亮,应用纱布将打磨下的锈粉、浮灰进行清理,若是表面上存在着腐蚀问题,就需要使用铲刀和钢丝刷进行处理,大面积锈蚀则是需要砂轮机或喷砂除锈工艺进行配合处理。
        3.3.2涂抹防锈漆,刮腻子在涂漆之前,应该保证金属表面干燥性,若是有水分需要立即擦干。在正式的涂抹之前,我们需要刷细、刷满和涂刷到位,在防锈漆干燥后,应用油漆配套的腻子进行构件表面的刮平。在腻子中也可以适当的加入一些红丹粉,增强其干硬性。在腻子干燥之后需要进行打磨平整,且保证清理干净。如果长时间堆放,就需要进行重新涂抹。
        3.3.3涂刷的面漆。在进行面漆的涂刷过程中,注意控制漆的粘度、稠度,不能坠油、漏油,刷涂应均匀饱满,色泽光亮一致。在涂刷之后,需要及时检查以避免漏刷,钢结构面漆一般需要涂刷两次,厚度一般不低于规范要求。
4 土木工程的钢结构施工安全控制
        土木工程的钢结构安装、防护施工过程中,施工单位应该建立完善的保障体系、操作规章,建立安全施工第一责任人,对施工现场安全进行全面负责。落实安全施工责任,将其责任落实到实处,实现层层负责。对于我国相关劳动保护政策进行全面落实,加强工程施工安全教育,落实其施工安全宣传工作,在施工现场设置一些安全施工的标语和警示牌,现场管理人员要时刻提醒施工作业人员。在进入施工现场时,严格按要求佩戴安全帽,作业前仔细检查工程施工机械、机具,尤其是钢丝绳和安全带等,定期进行全面检查,对安全隐患及时整改,进而保证施工作业人员的安全。
结束语:
        综上所述,土木工程是现代化社会改造的关键项目,主要包含了房建、水利、道路等等,钢结构在土木工程的施工中有着十分重要的作用,工程项目施工单位应该严格按照其施工实际情况,制定出合理地施工作业方案,将其钢结构优势全面的发挥出,进而保证土木工程施工质量。
参考文献:
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