钢结构工程在土木建筑中的应用

摘要：钢结构工程顾名思义，就是在工程使用中以钢材为主要结构，是建筑类型的主要结构类型之一。凭借其建筑性能方面的优越性，已经发展成为房屋建筑的最佳选择。尤其是钢结构作为新世纪的“绿色建筑”被广泛应用于土木建筑中，2008年在我国举行的奥运会中备受关注的主体育馆“鸟巢”表现了我国大力发展钢结构工程的意愿，钢结构建筑将在我国具有广阔的发展前景。

关键词：钢结构工程 土木建筑 应用

中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：

钢结构配件制作工厂化、机械化及商品化程度高；在现场可以快速施工，干作业的工作模式，节约水资源，有利于文明施工；自重相对较轻，抗震性能好、综合经济指标较好，这类优点是钢结构越来越受欢迎的原因。随着建筑规模不断变大，高层和超高层建筑逐渐的增多；钢结构和钢-混组合结构的应用也越来越多。当前城市发展的主导建筑结构已经成为钢结构，其工业化程度已经从工业化专用体系走向了大规模通用体系，在土木建筑中的应用也越加广泛。

1各类钢结构建筑特点

1.1高层重型钢结构。高层重型钢结构通常是国家科学实力和经济水平的反应，有时还会成为一个城市标志性的建筑。其采用的主要是型钢、钢板连接或焊接成构件，然后通过连接、焊接组合成结构体，我国高层钢结构从八十年代至今在建或已建数量有80多幢。

例如上海的环球金融中心，其101层，有492米之高，耗费钢材65万吨。在我国估计每年高层钢结构建筑施工所使用的钢材量都可达到45万吨左右。但是高层钢结构在制图和设计方面，很少采用静力弹塑性分析，弹塑性动力实诚分析依然是难点。

1.2大跨度空间钢结构。大跨度空间钢结构建筑在近几年发展迅速，除了应用在民用建筑上，机场、体育馆、剧院、博物馆等也开始采用，一般在空间桁架、拱架以及斜拉网架结构中都采用矩形钢管、圆钢管制作，就像是北京、上海、南京、深圳等地的会展中心、飞机航站楼、体育馆、剧院等地鲜明的标志性建筑物。

1.3轻钢结构。轻钢结构类型有拱形波纹钢屋盖、门式刚架等结构，其主要是相对于重钢结构来说的。在我国轻钢结构发展相对较快，主要用途种类众多，包括加层建筑、活动房屋、展览厅、体育场馆、家具市场、建材市场、农产品市场、保税区仓库、港口码头、轻型工业厂房等。

1.4钢--混凝土组合结构。钢--混凝土组合结构有优异的静、动力工作性能，还可以节约大量的钢材，使工程造价降低的同时加快施工的进度，因而使其得以广泛应用，而这些优点都来源于钢材和混凝土各自优点的充分发挥和组合。钢--混凝土组合结构对环境产生的污染也较小，属于新颖的结构，符合建筑结构发展的方向。

1.5钢结构住宅。与前几种建筑结构相比，钢结构有着不可比拟的优势。在建造住宅时采用钢结构可以达到较高的质量而且抗震性能良好，可回收利用的环保性能符合我国发展节能省地住宅的政策。所以在近些年钢结构住宅体系在逐渐发展。

2钢结构在建筑工程中的应用

钢结构施工的难度大，复杂程度高，所以在建筑工程中需注意以下关键因素。

2.1钢结构的选材。金属制品、管材、板材和型材是钢结构材料的分类。在这之中硬度强度较高的是碳钢，可是其塑性较低，所以在对建筑钢材进行选材时，一般都选择普通低合金钢、优质碳素结构钢和普通碳素钢。

2.2钢结构的连接和安装。高强螺栓连接和焊接连接通这两种方式常会在梁与梁、梁与柱的连接中采用。

在使用焊接连接与安装时，对主要的焊接接头需要进行焊接工艺的测试，从而定制焊接的材料和各项参数。高强螺栓连接的使用，要对螺栓参数进行即时检验，以使用多轴数控钻孔工具为宜，在安装时为了达到拧紧的效果必须通过初拧、复拧、终拧三步，在这个过程中不可使用扳手或榔头等工具进行强行拧入。

2.3钢结构的堆放以及安装机械选择。钢结构在堆放及安装用地的选择与安装机械数目及位置相关，且应当选择平整匀称的建筑平面，在面积的选择上大约是结构占地面积的1.5倍。在安装机的选择方面，在高层钢结构安装时一般采用塔式起重机，主要特点是起重能力强而且臂杆够长使得覆盖面广，对不同部位构建的起吊需求都可以满足，钢丝绳有足以满足起吊高度要求的容量，起吊的速度具备可以满足安装需要的足够档。。

最后需根据钢结构的位置及安装机械制定与布置安装的流水线。安装流水线过程就是将中转堆场配套运入现场的钢构件，利用现场的装卸机械尽量将其就位到安装机械的回转半径内。

2．4钢结构油漆工艺流程。钢结构的油漆工艺流程：基层处理一涂防锈漆一刮腻子一涂磷化底漆一涂刷面漆。最先要进行的就是基层的处理，通过手工的方式利用钢丝刷重复将金属表面刷打，然后用粗砂布打磨表面，直到金属表面光亮如新，同时要擦除干净浮尘锈。当清理干净金属表面保证干燥没有水珠时就可以涂抹防锈漆，在施涂时确保涂刷到位，保证刷满及刷匀。在对金属表面涂抹过程中铆孔内切不得涂入涂料。等待防锈漆完全干燥后，接下来的工作就是刮腻子。在腻子中放入一定的红丹粉或者厚漆可以增加腻子的干硬性，下一步就是利用调配好的腻子刮平结构件表面缺陷处，最后打磨平整并清扫干净干燥的腻子，进行涂抹磷化底漆的工作。想要查看磷化的要求是否达到，就在涂饰一天后清除表面的磷化剩余物后，观察干燥后的金属表面是否产生一种均匀的灰褐色的磷化膜，磷化膜生成后可进行最后的涂刷面漆的工作。刷油要饱满均匀，保证色泽一致，一般每次涂刷至少刷两遍以上。

3、钢结构在房屋建筑中的广泛应用具有强大优势

钢结构与传统建筑结构在现代房屋建筑工程中相比较具有明显的优势，钢结构的广泛使用对住宅产业化的建设与发展将起到有效的促进作用。

3.1价格经济低廉。因为钢结构建筑采用的都是先进的设计和加工工艺以及大规模的生产方式，这样造价低廉，在使用中也就更加经济，而且在工程中的需求量都很大，总体上可以减少支出。

3.2抗震性能较强。钢结构具有较好的弹塑性，相比较钢筋混凝土结构来说，在发生破坏情况下，钢结构变形量大，能吸收大量能量，因而发生脆性变形的可能性较低，而现代房屋建筑具有较好的抗震性能，也是人们越来越关注的一个问题，在一些地方甚至成为衡量房屋质量的标准。

3.3自重轻且承载能力强。钢结构建筑的重量一般只相当于其设计承载能力的1/6，构件重量大大轻于钢筋混凝土构件。

3.4灵活性高。利于建筑物的灵活分割，扩大使用面积。

3.5施工需要的时间较短。简单迅速的安装工作较大的节约了施工工期，使开发商或者企业在短时间内就可以看到自己投资所产生的收益。

3.6可回收利用。建造和拆除的过程对于环境破坏较小，较为安全方便。

3.7环保节能。钢结构与传统结构比较而言，土地使用面积率减低，也在一定程度上使建造和使用的能耗减少，符合可持续发展的要求。

在我国经济飞速发展以及人民的生活水平不断提高的情况下，住宅设计中大量采用钢结构进行设计将成为促进住宅产业建设的主流方式，对贯彻落实降低能耗、环保节能的可持续发展战略目标有促进作用。而且我国由于其具有低廉的劳动成本及钢材价格，使得我国钢结构行业制作工艺水平已经具备了很强的国际竞争力。将钢结构更加广泛的应用于房屋建筑工程中，是必然趋势。

参考文献

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