土木工程中钢结构施工技术应用

引言

钢结构是一种结构受力性能优良的构造方法，它不仅保证了工程的质量，而且保证了工程的安全性。将该技术应用于工程建设，可显著提高工程建设的安全性，提高工程质量，提高建筑的抗震性能。目前，在土木工程领域中，钢结构的普及与应用已成为一种主要的潮流。

1 土木工程中最常见的钢结构

1.1 高层钢结构

由于具有轻质、高强等优点，高层钢结构在现代高层建筑中得到了越来越多的应用，它不仅可以起到核心承载作用，还可以充当外围的横向支承体系，对建筑物的要害部位起到整体支撑作用。轻质的特点使其易于与装配式结构系统相结合，提高了建造效率。但在工程实践中，高层钢结构抗剪系数的稳定性还需要进一步提高，需要在建造阶段对其进行分层加固，同时采用绿色环保阻燃涂层，并对其导热特性进行合理调控，以保证其在火灾工况下的抗火能力能够达到设计要求。所以，在实际工程中，必须对钢结构工艺进行科学的评价和选择。

1.2 空间钢结构

空间钢结构在民用建筑中占有重要地位。该方法可以实现对钢结构形状的精准控制，减少建设成本，提高项目总体建设效率。为了保证其在结构中的受力和支承作用，必须对其进行合理的保护和锚固。实践表明，该体系具有良好的力学性能，可有效地满足相关规范的要求。然而，对于大型、中等规模的建筑，设计者需要精确地模拟其工作状态，辨识其可能存在的技术风险，并对其受力性能进行综合分析。当前，为保证工程质量达到规定的规范，采用空间钢结构体系更适宜于高稳定度的工程场合。

1.3 轻型钢结构

轻型钢结构具有轻质、模块化和快速施工等特点，是我国低矮建筑普遍采用的一种新型结构体系。在施工过程中，建设者要注重对钢材的规格、力学指标进行检验，并对其进行严格的质量控制，以保证各构件与整个建筑物的精确配合。目前，该系统已被广泛地运用于工业建筑。从板材的轧制精度到焊接过程的稳定，全过程的精细化管理，是当今土木工程领域的一项关键技术。

2 钢结构在土木工程施工技术中的应用要点

2.1 选材和吊装技术要点

在土木建筑工程中，材料的选用及吊装技术的优化是保证工程顺利进行的重要环节。主体结构支座主要采用 Q235 和 Q345B 两种钢种。虽然 Q345B 比Q345B 钢具有更高的强度，但是在生产过程中，由于对热处理的要求更高，一些生产厂家更倾向于使用 Q235B 钢。从力学性能和经济性两方面来看，Q345B钢具有更好的强度，但由于野外试样测试手段的滞后，造成材料实时辨识难度较大。针对焊接结构体系，目前有关规范中要求采用 B 级以上的材料，以确保其机械性能与之匹配。在二次构件构造时，因国产 Q345 钢冷弯率不高，业主多采用 Q235 钢代替。在选用高强螺栓为主要节点时，应兼顾抗脆性失效和结构安全余量两方面的要求。尽管 10.9S 级承载螺栓具有较好的塑性变形性能，但当使用法兰形式时，其预紧力传递机理会对其抗滑性能产生影响。

2.2 焊接要点

土木建筑工程中，由于环境条件、设备性能、操作人员技能等诸多因素的影响，极易出现与规范不符的缺陷。为了有效地解决这一问题，施工队伍需要采取合适的焊接技术：在焊接过程中，要遵循由中心到周围逐级推进的原则，保证焊缝的均匀性；在此过程中，应严格按照已确定的工艺路线进行，尤其是对接头部位进行对称焊接，以提高整个结构的稳定可靠。根据实际工程中经常遇到的异型钢材的焊接作业，建议采取自下而上、分阶段、分层的方法。在实际操作中，必须依据钢板的材质特征和结构受力计算的结果，精确地设置焊接起点，同时还要对工作平台的稳定性进行实时监测，以保证施工的安全和质量。

2.3 螺栓连接要点

保证普通螺栓和高强螺栓的装配质量是钢结构节点施工的关键。在施工过程中，要特别注意螺栓和螺帽的紧固度，防止由于施工误差引起的孔位不正，进而影响到整个结构的承载力。在工程应用中，必须严格按锚栓群排布要求，对各杆件间的间距进行复核，采用有限元方法模拟各种应力情况，并以螺栓名义直径及最小连接板厚度为核心控制指标。在工程实践中，经常出现的问题就是对两种锚栓的制作过程不能很好的区别，造成了大量的材料浪费。如高强度螺栓需要按力矩或角度分段进行，而常规螺栓仅需要完成首次拧紧和最终拧紧两道工序，如果工序不清，容易导致连接失败。对于标高的控制，提出采用激光测距机等高精度仪器，构建立体坐标系，对比分析各种锚栓系统的装配精度。但由于孔径偏离《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）要求，在实际施工过程中，由于钻进过程中存在着对钢结构断面完整性的损伤，尤其是在其尺寸误差超过（GB50205）的情况下，这种情况下，连接件的刚度将显著降低，从而对后续装配工作造成一定的影响。

2.4 铆钉连接要点

在土木工程中使用钢结构时，必须对其铆合过程进行梳理与评价，精确计算其夹持力和收缩应力，以验证其符合规范要求。工程实践表明，铆钉连接塑性好，连接可靠，结构整体性能好，但制造过程繁琐，钢材消耗量大。所以，在实际的施工过程中，一般都是采用螺栓或焊接的方法，而对于一些比较特殊的工程场合，如大跨、重负荷的结构，铆焊是一种常用的方法。针对这一特性，施工企业可以将其作为后备措施。为避免外界因素可能对其它工序的安全性造成的影响，需要在施工前根据设计测量资料，对箱梁的稳定性、结构跨度等关键参数进行系统性的分析。

2.5 钢材防腐要点

温度和湿度的改变会对钢材内部的分子活性造成极大的影响，如果不能及时处理，将会引起钢材的开裂，从而加快锈蚀的发展。所以，在施工过程中，必须结合现场的实际情况，对防腐蚀工作进行全方位的加强。可以通过涂层和电化学两种方式对钢结构进行有效的防护。但是，在采取各种保护措施之前，必须对厂房的生产和生产环境有一个全面的认识，对原材料进场时要进行严格的质量检查，以保证产品的质量合格。在此基础上，项目参与方应对钢材的成分、碳含量等进行系统性的对比分析，并采用表面测试手段，着重解决钢材内部开裂的问题。建议在钢结构上安装特殊的喷涂装置，对钢结构的表面进行隔离；对钢板堆放区进行科学规划，保证通风条件；同时，利用传感器对外部环境进行实时监测，降低外部环境对钢结构和性能的不良影响。

结束语

总之，随着我国经济和社会的持续发展，钢结构越来越多地被用于土木工程领域，从而有效地提高了整个工程的建设水平。但是，从目前的使用状况来看，该系统还存在着一些有待完善的地方。建设单位要根据具体的工程特征，对钢结构的施工过程进行精细的优化，使它的技术优势得到最大程度的发挥，提高工程的施工质量，推动建筑技术向更加高效和可持续发展的方向发展。

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