鋼結構在土木工程施工技術中的應用分析

陳海鐘

【摘要】當前，我國社會經濟的發展已經呈現出繁榮的態勢，可以有效改善國民的生活質量，同時，也推動著土木工程的大力建設，實現建設數量的不斷增長以及建設規模的不斷擴張。而在建設土木工程中，鋼結構已成為應用最為普遍、廣泛的新型材料，其自身所具備的抗震性能、承載性能，能夠進一步提高土木工程建設的安全性以及穩定性，同時，能夠有效延長土木工程日后的使用周期。而想要鋼結構能夠充分發揮出延展性以及韌性作用，就必須要對其施工技術的合理、有效應用投入高度的重視，同時，施工人員必須要轉變以往的建設理念、建設模式，積極學習最新、最先進施工技術的應用方法，進而整體提高土木工程的施工質量與施工效率，全面提升土木工程的安全性、穩固性以及耐久性，推動建筑企業、施工企業經濟效益與社會效益的雙豐收。同其他建筑、混凝土建筑相較，鋼結構建筑在施工方面存在一定的難度，因此，施工人員必須要時刻掌握最新的施工技術，將其在建設與施工中合理、有效加以運用，從而推動土木工程的長遠、穩定發展。基于此，本文首先針對當前鋼結構的特點以及常見鋼結構技術展開分析，并視為切入點，同實際情況結合，提出針對性、專業性的施工技術策略，為相關從業者帶來一些參考依據。

【關鍵詞】鋼結構;土木工程;施工技術

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.046

緒論

當前，土木工程的建設數量正在持續增長，能夠帶給人們生活、學習與生活的便利。而隨著時代的不斷發展，鋼結構建筑已越來越受到施工企業、建筑企業的推崇與青睞。但是，如果沒有有效應用鋼結構施工技術，將會影響到鋼結構建筑的穩定性、安全性以及耐久性，也無法推動鋼結構土木工程的持續、全面發展。由此可見，相關從業人員當前必須要重視的工作，就是鋼結構施工技術在土木工程中的應用策略，只有保障施工技術的合理、科學、有效應用，才能夠整體提高土木工程的建設質量。

一、鋼結構的特點

1.性能優越

在鋼結構中，錳元素、鐵元素與其他材料均屬于其組成部分，可以說，構成鋼結構的元素豐富多樣，因此，鋼結構同樣能夠包括混凝土、水泥等建筑材料所擁有的性能及優勢。通過分析鋼結構所具備的優越性能，可以發現：其具備較強的硬度，并且擁有良好的承載性能，能夠對等級較高的地震災害做出有效抵御[1]。除此以外，延展性、韌性良好同樣也是鋼結構最為主要的性能優勢，促使其遠強于其他建筑材料。現如今，我國的第一生產力便是科學技術，隨著科學技術的深入研發與大力進步，促使我國同樣也在不斷提高生產鋼材料的水平。能夠將建設工程的實際需要作為依據，進而生產出符合工程特點、擁有特定性能的鋼材料。

2.可塑性較強

針對于鋼結構而言，具備較高的可塑性，主要在鋼結構應力超出屈服點后，會發生塑性形變方面有所體現，但是，并不會導致鋼結構出現斷裂的現象。當前，判定鋼結構可塑性的主要指標在于通過應力作用的影響，了解鋼結構的斷面收縮率以及伸長率。在鋼材料中，蘊含足量的碳元素，能夠極大幅度的提高鋼材料的可塑性以及韌性，但是，如果應力比鋼材料的極限范圍要大，則應該將相關的設計要求作為依據，從而調節整體鋼結構的造型。在實際展開鋼結構施工作業期間，施工人員可以通過螺栓、鉚接等模式的運用，從而連接結構構件，確保土木工程現場的施工作業能夠更加便捷、簡單。

3.節能環保

和其它類型的建筑結構相比，鋼結構在節能環保方面的優勢表現也尤為突出。鋼結構往往是可以回收再利用的，能夠實現安裝的便攜性，同時，可以將土木工程施工總量降低，除此以外，還能夠減少由于建設土木工程而產生的粉塵污染與噪音。可以說，投入鋼結構的成本普遍較低，能夠重復、多次使用，實現能源消耗的有效降低，確保在建筑市場中，鋼結構得到廣泛的青睞[2]。在土木工程施工作業中使用鋼結構，還能夠將建筑企業的效益空間擴張，并且可以有效推動我國可持續性發展戰略的實施與落實。

二、常見的鋼結構技術

1.高層鋼結構技術

針對于高層鋼結構而言，通常都是根據實際的建筑設計要求與高度，從而對實際的鋼結構形式做出明確，目前，巨型框架、筒體、框架支撐結構屬于高層鋼結構最為常見的形式，在鋼構件方面，可以采取鋼管混凝土或者是鋼筋混凝土。在質量方面，鋼構件普遍較輕，同時具備較好的延展性，能夠采取軋制型鋼或者是焊接型鋼，在超高層建筑中，此種鋼結構材料非常適用[3]。對于勁性鋼筋混凝土構件來講，自身具備防火性能高、剛度大等優勢，在中高層建筑中較為適用。而在柱結構施工中，普遍采取鋼管混凝土，達成便利施工的目標。

2.空間鋼結構技術

空間鋼結構技術具備造型美觀、剛度大、自重輕等優點，可以提高施工的效率、加快施工速度，在實際運用期間，以鋼管為桿件的多層變截面網架、球節點平板網架屬于主要的結構形式，可以有效提高建筑空間結構的剛度，并且減少鋼材量的消耗[4]。除網架結構形式之外，索膜結構、大跨懸索結構屬于空間鋼結構的主要形式。

3.吊裝施工技術

在實際的土木工程施工開展的過程中，一定是需要應用到相應的機械設備的，在施工當中應用合理的機械設備可以有效地提高工程整體的經濟效益。土木工程施工對鋼結構的應用，應用最廣泛的一項技術為吊裝設備，通過對吊裝設備應用，可以將不同類型的鋼結構進行有效的起重，這樣便能夠一定程度上控制施工成本。但是在實際當中，應用吊裝技術來完成鋼結構的安裝工作，除了需要保證所應用的吊裝設備符合相關的施工要求標準之外，還需要在操作的過程當中嚴格按照國家相關的安全管理規定來開展施工，在不影響施工效率的前提下，對實際當中的施工具體情況進行全面的分析，從而有針對性地預防施工過程中安全事故的發生，以此來保證施工能夠在規定的時間內完成。

4.預埋螺栓技術

在土木工程鋼結構的施工過程當中，需要應用到鋼性柱腳螺栓，以此來使柱腳與鋼筋混凝土能夠牢固地連接在一起。在第一節鋼柱安裝的過程當中，柱腳螺栓的作用主要是臨時標高以及控制平面的大小。相關的工作人員對于柱腳螺栓的埋設，需要注意控制好基礎軸線與標高的基準點，使軸線的誤差控制在2毫米以內，標高的偏差控制在5毫米之內。除此之外，在螺栓預埋完成之后，需要相關的工作人員對其質量進行充分的檢查。在定位埋設完成之后開展第一次的檢查工作，第二次檢查工作需要在混凝土澆筑完成之后進行，檢查其位置有沒有發生偏差的現象。如果發現位置的埋設不夠合理，那么就需要進行二次埋設，一直到符合相關的標準為止。

5.塔吊施工技術的應用

塔吊在實際的土木工程鋼結構的施工過程當中應用是非常廣泛的，它是施工當中最常用的一種施工設備，通過對塔吊的應用能夠很大程度提高工程施工的效率，塔吊設備除了能夠實現施工當中不同重量的調運，還能夠有效地保證施工周期，所以實際的應用價值是非常高的。但是需要注意的是，當前的城市建筑當中為了能夠促進對土地的利用效率，有很多的超高建筑被建成，而對于這些超高建筑的施工，以往的施工當中常用的附著式塔吊在當前階段已經不適用了，對于高層建筑的施工需要選擇內趴式塔吊，這樣不但能夠有效地控制對塔吊的使用成本，還能夠為施工安全以及施工效益提供充分的保障。

6.鋼柱的安裝

鋼柱安裝是土木工程鋼結構當中較為基礎的一部分，其對鋼結構整體的承重性有著非常重要的影響，在實際的施工過程當中，需要從以下幾個方面來進行控制。第一，將牛腿支撐面作為基準，以此來進行標高觀察點的設置，如果條件不夠的話，沒有牛腿，那么就可以將桁架的最后一個安裝孔作為基準點;第二，對于多柱節安裝的過程中，首先應該做到各個柱節的牢固組裝，之后再開展鋼柱的吊裝;第三，在鋼柱的吊裝工作完成之后，要對安裝的質量進行仔細的檢查，并且做好尺寸的調整，最大限度來減小誤差，使其能夠控制在一個標準的范圍之內;第四，如果構件的形狀又大又細，那么可以利用補強或者其它的特殊處理方式來提高其可靠性。例如，在進行梯形屋架下旋桿安裝的過程中，可以應用抗壓補強的方式來提高側方向的應力。

三、鋼結構在土工工程施工技術中的應用策略

1.科學合理選擇鋼結構材料

在選擇鋼結構材料的過程中，必須要對鋼結構的承載性能做出保障，減少在鋼結構施工完成之后，會由于氣候條件的影響，而造成脆性破壞現象的發生，對土木工程的整體質量造成嚴重影響。在實際選取鋼結構材料期間，必須要對鋼結構的應力狀態、結構形式、工作環境以及荷載特征等眾多因素做出充分考量，同時，在此前提條件下，還應該對相應的規范、要求遵循，確保選取鋼結構材料能夠更具合理性。針對于土木工程的施工作業來講，在實際選取鋼結構材料期間，主要以低合金鋼以及碳素鋼為主。對于土木工程施工作業當中的柱面結構而言，主要對箱型截面鋼結構或者是工字型鋼結構加以運用，對于存在較為特殊要求的土木工程，還會對一些復合型鋼截面進行運用。因此，在選擇鋼結構時，必須要同鋼截面要求相結合，做出最恰當的選擇。

2.做好鋼結構油漆涂抹防護

將鋼結構運用于土木工程施工作業中，受到鋼材料自身特性于外部環境的影響，銹蝕現象時常會發生，進而直接影響到鋼結構的承載能力，對提高鋼結構整體穩定性以及安全性造成不利的影響。由此可見，施工作業人員必須要將油漆涂抹工作強化，將防護鋼結構表面工作做好。在油漆涂抹以前，需要施工作業人員將基礎性處理鋼結構工作做好，對鋼結構表面的整潔與干凈做出保障，同時，刷磨干凈已存在的銹蝕痕跡，在通過粗紗布的應用展開打磨，對鋼結構表面的光潔性做出保證[5]。在開展土木工程施工作業期間，需要運用到過多的鋼結構，因此，實際打磨的面積也要更大，因此，會通過砂輪機的運用，從而統一展開除銹工作。除此以外，涂抹油漆的過程中，必須要保障適中、均勻，在涂抹作業完成以后，必須要將防護做好，減少人為剮蹭的發生，完全保證油漆的干燥效果。

3.做好鋼結構的連接技術選擇

第一，焊縫連接。針對于此種連接技術而言，主要是對電弧焊產生熱量的性能加以運用，從而對部分鋼結構進行融化，待冷卻凝結后形成焊縫，進而連接各個鋼構件為整體。不會削弱鋼構件截面，構造實際連接較為簡單，連接也相對便利，同時，有效節省鋼材料、連接施工作業具備較高的效率，可以具備良好的連接密封性與剛度是次技術最大的優勢[6]。但是，同樣也存在一定的劣勢，例如：焊縫四周的鋼構件如果受到高溫的影響，會造成材質發生變脆現象，另外，還會造成一定焊接殘余變形與殘余應力的產生，對提高鋼結構剛度以及承載力造成不利的影響。

第二，螺栓連接技術。此技術主要是采取螺栓零件，從而連接起鋼結構，通常的情況下，劃分為兩種形式，即普通螺栓與高強度螺栓連接。采取此種連接技術，能夠為施工作業起到一定的便利性，達成方便安裝的目標。因此，在土木工程施工現場中，此種安裝連接方式最為適用，其拆卸也要更為容易，在需要臨時連接鋼結構以及裝拆鋼結構環境下得到普遍使用。但是，此連接技術的劣勢在于，實際開展施工作業之時，必須要在鋼結構的表面實施開孔，同時，在拼裝期間需要進行對孔，如此，會增加工作強度，也會提高與鋼結構制造的精度要求。除此以外，鋼構件的截面還會由于螺栓孔而出現削弱現象，導致大量鋼材料的消耗，增加材料的投入成本。

第三，鉚釘連接，采取一種一邊具備半圓形預制釘頭的鉚釘，在燒紅釘稈之后，將其在連接件的釘孔中快速插入，隨后，通過鉚釘槍工具的應用，將另一邊也打造成鉚成釘頭，進而確保連接鋼結構能夠更具緊固性，傳力鉚接可靠，擁有良好的韌性以及可塑性，可以對連接質量做出有效保障，同時，能夠在直接承受動力荷載鋼結構以及重型鋼結構連接中得到有效適用，是此連接技術最大的優勢。而此種連接技術的劣勢在于：在實際開展鉚接施工作業期間，其工藝較為繁雜，同時，需要消耗過多的鋼材料，造成實際的工作強度較高，因此，在土木工程施工作業中，此技術應用較少，主要被高強度螺栓連接與焊接替代。

結論：

綜合上述的分析來看，鋼結構建筑具備良好的抗震性能以及承載性能，可以有效保障國民的生命與財產安全。因此，施工人員必須要不斷提高并改善自身的施工水平，對鋼結構施工技術的合理、有效應用投入高度的重視，通過不斷學習最新、最先進的施工技術，來彌補以往施工作業中存在的不足，確保能夠整體提高土木工程的穩定性、安全性以及耐久性，為施工企業、建筑企業帶來更為可觀的社會效益與經濟效益，確保土木工程能夠始終朝著效率化、現代化的方向發展。

參考文獻：

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