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摘要:随着我国市场经济的快速发展,尤其是城镇化进程的深入,大量的土木工程拔地而起,为国家综合实力的提升和人们生活质量的提高奠定了坚实的基础。建筑行业在近些年发展的过程中,新技术、新材料、新理念开始广泛应用,目前在开展土木工程施工时,钢结构的地位变得越发重要。钢结构相比较其他结构来说安全性和稳定性更高,抗压性更强,虽然有比较显著的优势,但实际在开展土木工程钢结构应用时,需要采取妥善的施工技术才能确保消除潜在的众多安全隐患,进一步提升整体项目的建设效益。
关键词:土木工程;钢结构;技术应用
1钢结构及其特点
钢结构是将钢材作为建筑材料的结构形式,主要构件涵盖了由型钢、钢板所制成的钢柱、钢梁等。不同构件之间通常利用焊缝、螺栓等施工进行连接。钢结构是当前常见的建筑结构类型之一。钢材作为一种燃点较高的建筑材料,其抗震、抗弯性能良好,在建筑工程应用中不仅能够有效强化建筑物的荷载能力,还能够满足建筑工程设计中的造型需要。弥补了混凝土等建筑材料无法弯曲、拉伸的缺陷。钢结构是由不同型材构成,施工工艺难度不大,构件运输至施工现场拼装,施工周期短,且后期拆卸、加固也较为便捷。钢材料的强度与韧性都较为理想,尤其适用于跨度较大的构件中,通常情况不会由于超载导致突然断裂,且韧性较好,能够容纳不同程度的动力荷载。且钢材优越的吸能性与延展性使得其抗震性能十分良好。相对来说,钢材的耐腐蚀性能较差,应用在建筑工程中需要注意防腐防护,特别是暴露在大气环境中的结构需要高度重视。钢结构建筑材料的特点与性能使得其后期维护费用高于钢筋混凝土结构,但近几年出现了新型钢材具有较高的抗腐蚀性能,已经逐渐普及。
2土木工程施工中钢结构的优缺点
2.1优点
在开展土木工程施工时,钢结构除包含了锰、铁、钛等常见的元素之外,还具有硬度大、强度高的优势,相比较水泥结构或混凝土结构来说优势更加显著。此外,钢结构还具有一定的延展性和韧性,随着我国炼钢技术的提高,特种类型钢材在我们的生产生活中应用越发广泛,比如耐热钢、专用钢、不锈钢等等。
2.2缺点
在开展钢结构施工时,如果使用的材料过多,会降低建筑的防火等级,建筑整体防火性能变差,非常容易引发火灾。在高温下还会出现严重形变,对整个建筑的安全有重大影响,严重的时候还会出现坍塌情况,对人民的生命财产安全有直接威胁。虽然近些年我国对于钢结构的相关标准进行了完善,但依然存在很多制约因素,想要有效控制施工时的钢结构用量,并确保材料达到国家要求,还需要进一步健全完善相关的管理标准。还有一点就是目前我国钢结构技术发展时间较短,在很多问题上还没有妥善的防治措施,而且钢结构技术专业人才缺乏。在开展土木工程钢结构施工时还需要加强对每一个环节的监督管理。
3土木工程施工中钢结构技术应用分析
3.1钢结构施工前期准备
3.1.1严格审查施工图
精密严谨的设计施工图纸是保证高效开展土木工程钢结构施工的前提。技术人员在开展钢结构施工前应当合理地评审钢结构是哦工设计图,明确设计内容是否和土木工程质量标准相符合。同时,应当根据设计图纸做好施工工艺的合理确定,从而保证安全地开展钢结构施工作业。此外,技术人员还要合理规划施工进度,确保满足工期要求。
3.1.2合理选择钢结构材料
现代建材市场发展较快,增加了钢结构材料的类型,工作人员要根据土木工程承载力要求合理选择钢结构施工材料,确保材料能够达到承载力方面的要求,只有钢材刚度和韧性满足要求方可使用。传统的钢结构材料缺乏足够的耐火性,现代土木工程中,技术人员还要考虑材料的耐火性,提高土木工程的整体安全性。当前土木工程采用较多的是耐火钢材料。
3.2预埋螺栓技术
在土木工程钢结构施工中需要应用刚性柱脚螺栓牢固地连接柱脚和钢筋混凝土。柱脚螺栓在第一节钢柱安装过程中发挥的主要作用是临时标高、控制平面大小。工作人员在埋设柱脚螺栓过程中应当控制要基础轴线和标高基准点,按照<2mm的标准控制轴线误差,按照<5mm的标准控制标高偏差。此外,工作人员在预埋好螺栓之后需要检查其质量。在埋设定位后进行第一次检查,在浇筑混凝土之后需要第二次确认其位置是否发生偏差。如果发现埋设位置不合格那么需要重新埋设直到满足工程要求。
3.3安装钢柱
作为土木工程钢结构中的基础部分,钢柱的安装从很大程度上影响着整体结构的承重性,具体来讲在施工中需要做好如下技术方面的孔控制:
第一,以牛腿支撑面为基准设置标高观察点,如果没有牛腿,基准点看做是桁架最后一个安装孔。第二,在安装多柱节时应当先牢固地组装好各个柱节然后再进行钢柱的吊装。第三,在完成钢柱吊装后需要检查其安装质量,做好尺寸调整,尽量降低误差,确保误差在标准范围中。第四,如果是又大又细的构件,可以通过补强等特殊处理方式将其可靠性提高。比如在梯形屋架下旋杆安装时可以采取抗压补强的方式提高侧方向的应力。
3.4吊车梁安装技术
作为支撑桥式起重机运行的梁结构,吊车梁的形式包括多种类型,比如悬挂式、岩锚式、岩台式等。无论采用何种安装方式都需要做好细节的控制。在具体安装中需要加强如下环节的控制:
第一,在第一次柱间安装校准之后开始从有支撑的跨间安装吊车梁。第二,在完成吊车梁安装后需要采取临时性加固措施处理各个节点吊车梁。第三,在安装完成屋间系统后需要校准吊车梁,加强误差控制。第四,在常规情况下需要用调味螺母校准吊车梁的标高,如果存在特殊情况应当增加垫板保证吊车梁与牛腿柱精度。第五,在组装完吊车梁与辅助性桁架后整体吊装,按照规定的标准控制弯曲度、扭曲度以及垂直度。
3.5结构焊接技术
电弧焊是土木工程钢结构常用的焊接方式。在焊接钢结构之前需要严格审查焊条材料是否存在腐蚀、剥落等质量缺陷,确保所用材料质量达标,保证焊缝力学性能比母材标准规定性能的下限要高。根据材料抗张强度等级确定焊丝的抗张强度等级,可以将焊丝的抗张强度适当降低从而协调好金属焊缝和母材。在焊接钢结构之前,应当客观地分析评估施工方案,将焊接工艺、材料、热处理等可行性进行明确。作为钢结构系统关键节点,焊缝的质量要达标,不得出现裂纹、焊瘤、咬边等问题。
3.6除锈技术
机械抛光、喷砂、手动电摩等都是钢结构施工中常用的除锈方式。如果钢材外部锈痕较多那么会导致锈蚀问题恶化甚至对整体钢结构性能产生不良影响。在除锈后需要及时涂刷防锈漆,做好防腐处理。
4结语
钢结构作为当前土木工程施工中较为常见的一种技术,有着较高的经济性、环保性,备受土木建筑行业青睐。但是当前我国土木工程钢结构施工中仍然存在一些不足,比如安全技术水平有待提升。相关工作人员应当加强总结施工经验教训,不但改进创新,提高钢结构施工技术水平,加强各个环节的技术控制,从而优化施工效果,确保土木工程整体建设质量。
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