钢结构在土木工程施工技术中的应用

发表时间:2021/8/10   来源:《工程建设标准化》2021年36卷4月第8期   作者:于 鹏 田孝玉
[导读] 最近几年,伴随着我国房地产行业的逐渐繁荣,土木工程建设行业也实现了快速发展,其对于我国整体经济的发展有着十分重要的推动作用
        于  鹏 田孝玉
        身份证号码:21101119860501****
        身份证号码:41092719861109****
        摘要:最近几年,伴随着我国房地产行业的逐渐繁荣,土木工程建设行业也实现了快速发展,其对于我国整体经济的发展有着十分重要的推动作用。而从现阶段的情况来看,伴随着建筑的规模整体呈现出了扩大的趋势,相比于以往的土木工程建设工作来说,其对于施工质量的要求也在持续提升。土木工程建设过程中,相比于其他类型的结构来说,钢结构的优势十分明显,因此,钢结构在现代建筑中的应用也越来越广泛。
        关键词:钢结构;土木工程;施工技术
        1.钢结构工程的基本特征
        钢结构主要是指由各种钢材组装连接而成的工程结构。与传统的钢筋混凝土结构相比,钢结构的突出特点在于直接使用大量的钢材、钢件和连接件。具体来说,与钢筋混凝土结构相比,钢结构的强度更高,同时在相同承载力下,钢结构本身重量更轻,空间利用率更高。
         2.影响钢结构工程质量的因素及处理策略
         2.1工程材料的选择
         显然,在钢结构施工中,基础工程材料的质量将直接影响整个工程施工的质量。在现代普通钢结构工程中,常见的工程材料包括普通合金钢、碳钢等。其中,合金钢的应用范围更广,能够满足更多类型钢结构工程的施工需求。但碳钢的强度很高,但塑性相对较差,适合承载力要求较高的常规建筑工程。钢结构工程中使用的核心钢、连接件、钢丝、钢管等材料的质量和类型会影响工程施工质量,需要有针对性的选择。
         2.2工程设计
         钢结构工程的施工需要科学合理的结构设计作为基本前提。这就要求设计人员充分掌握钢结构工程的设计要点,对钢材的力学性能有深入的了解,充分保证钢结构工程设计方案的合理性。例如,2008年北京奥运会的主会场“鸟巢”,是世界上最著名的钢结构工程建筑。为了在保证工程结构的受力平衡、稳定性和安全性的基础上,实现更具艺术性和美感的建筑造型,设计团队花费了大量的时间和精力,对上千种钢材的力学性能进行了研究和分析,然后结合大量的模拟试验,形成了这个震惊世界的设计方案。由此可见,钢结构工程的设计水平将对工程质量、安全性和艺术美产生决定性的影响。
         2.3施工过程管理
         钢结构工程的施工与传统的钢筋混凝土工程的施工有很大的区别,要求施工单位根据设计图纸和现场条件进行各方面的管理。就土木工程而言,钢结构工程在其中的应用是一个融合的过程,施工管理面临更多的影响因素。首先,在工程材料的控制中,由于钢结构工程用钢量大,现场管理尤为重要。一方面,要做好工程材料的质量检验工作,确保所有钢材、配件和辅助材料的质量达标;另一方面,根据施工方案,做好现场材料管理,避免材料损坏或腐蚀。从施工技术的角度来看,要做好施工现场的技术交底工作,加强对施工人员的专业培训和考核。
在施工过程管理中,钢结构吊装连接是关键的施工环节,关系到施工质量、效率和安全。对于钢结构的连接施工,主要涉及两个主要工序:螺栓固定和焊接施工。在螺栓连接和固定方面,根据设计图纸将钢材和构件吊装到位,安装好垫片和临时固定装置后固定螺栓,确保螺栓紧固到位。在焊接施工方面,应根据钢材的特点选择合适的焊接工艺。在此基础上,做好焊接工艺质量管理,确保焊接位置平整、均匀、无缺陷。
         2.4传统结构与钢结构的关系
         随着现代建筑工程建设水平的不断提高,许多民用建筑不再使用单一的工程材料和结构,尤其是许多涉及传统结构、钢结构和更多新材料结构应用的项目。

在工程设计和施工中,需要处理不同结构之间的连接和组合,不仅要考虑整个结构的合理性和力学稳定性,还要考虑不同材料力学性能的差异和后期维护管理。例如,在一些工厂的建设中,基础工程和围护结构使用传统的钢筋混凝土桩和砌体墙结构,而屋顶使用钢结构,屋顶使用铝合金和树脂材料。对于这种类型的建筑,需要固定钢结构和钢筋混凝土结构之间的连接。一般来说,钢结构应放置在钢筋混凝土承重柱和墙体上,然后结合球形连接点,实现大跨度屋盖的设计和施工。
         3.土木工程下钢结构工程的具体应用
         3.1高层重型钢结构建筑工程
         随着现代社会的可持续发展,各地区的城市建设和工业发展水平越来越高,许多高层重型钢结构建设项目正在如火如荼地进行。这种高层重型钢结构施工主要采用型钢材料,采用螺栓连接、基础锚固和焊接技术进行施工。比如著名的上海世界金融中心,作为典型的超高层建筑,消耗钢材60多万吨,钢结构在这座建筑中起着极其关键的作用。在高层重型钢结构工程的施工中,对工程设计水平的要求很高,因此有必要将传统的钢筋混凝土结构与钢结构工程有机地结合起来,充分发挥各自的优势。在这类工程中,钢结构具有良好的结构强度、稳定性和受力均匀性,轻型结构的优点可以支撑超高层建筑的施工。例如,世界上最高的建筑哈利法塔, ——的中上部基本上是钢结构,这是该项目达到世界最高高度的关键。
         3.2大跨度钢结构建筑
         在社会经济和人民生活持续发展的今天,除了民用建筑,以博物馆、体育馆为代表的各类建筑的应用需求也在逐渐增加。这种建筑有一个典型的特点,就是对内部空间要求高,也就是说要建造大跨度的建筑结构。钢结构施工技术的应用对于大空间范围的大跨度建筑尤为重要。在大跨度民用建筑中,一般采用钢材作为主要结构材料,根据实际情况,合理选择悬索结构和网壳结构。这种特殊的结构设计方案,结合钢结构工程本身的优势,可以完成各种大跨度建筑的施工。例如,在现代工厂建筑的建造中,钢结构和合成材料薄膜技术可以结合起来建造一个封闭的建筑。这种建筑不仅可以提高建筑效率,还可以满足工业生产对空间的需求。更重要的是,钢结构与其他材料的结合可以满足封闭施工的需要,对现代环保的发展也有很大的价值。
         3.3轻钢结构建筑
         在现代土木工程领域,一方面,大型超高层建筑的建造非常流行,另一方面,相关领域也在向轻量化和柔性化方向发展。轻钢结构建筑主要以较轻的合金钢为基本材料,创造出一种能够满足基本稳定性、安全性和耐久性要求的新型建筑。一般来说,轻钢建筑结构主要包括主体结构、辅助结构、围护结构等。这就需要在施工中有针对性的管理。从建筑类型来看,轻钢结构建筑的结构可分为两种:(1)用薄钢板形成骨架结构,再用其他材料形成屋面和围护结构;(2)骨架结构由截面相对较小的型钢制成,建筑结构由钢管和连接件配合而成。轻钢结构建筑一方面适合一些临时建设项目,另一方面也在一些别墅、民宿、旅游地产项目中发挥重要作用,具有良好的适应性和经济优势。
        4.结束语
        综上所述,在我国建筑工程行业飞速发展的背景下,钢结构工程在土木建筑工程中的应用越来越频繁。在实际应用中,钢结构工程质量轻、强度高、施工便捷、经济性等优点被充分发挥出来。为了进一步提高建筑工程建设施工水平,有必要对钢结构工艺进行更深入的研究,从钢材质量控制、工程设计、施工管理等角度,做好每个环节的质量控制。只有这样,才能进一步发挥钢结构工程的应用价值,提高土木建筑工程建设水平。
        参考文献
        [1]冯耀纪.土木建筑工程钢结构施工技术问题探究[J].中文信息,2018(5):233.
        [2]刘震宇.高层建筑主体钢结构工程的质量控制及监督要点[J].中国住宅设施,2020(2):35-36.
        [3]戴文龙.试述混凝土与钢结构工程中的建筑工程施工技术[J].四川水泥,2020(9):13,18.
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