刍议土木工程施工中钢结构技术.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 18 日 作者简介：韦财（1988-9），男，壮族，广西来宾市人，本科，职称工程师，研究方向为土木工程。-173-刍议土木工程施工中钢结构技术 韦 财 广西达成咨询有限公司，广西 南宁 530000 摘要：摘要：传统土木工程施工多采用混凝土技术。在土木工程规模不断扩大的背景下，钢结构技术在工程施工中愈发起到关键作用。钢结构具有延展性强、稳定性突出、安全性能优良等优势，有效解决土木工程施工中的问题，具有广阔的应用前景。当前，钢结构技术在土木工程施工中的应用也是愈发广泛。本文简要分析了钢结构技术的特征以及应用优势，随后结合土木工程施工过程，总结钢结构技术的应用策略，为工程施工中的钢结构技术应用提供建议。关键词：关键词：土木工程施工；钢结构技术；探讨 中图分类号：中图分类号：TU758.11 0 引言 钢结构在诸多建筑施工场景中广泛应用，是对传统建筑施工技术的有效革新，对于建筑领域的发展具有关键意义。在深度探索钢结构技术应用策略的基础上，掌握钢结构技术的最佳应用方式，对于建筑工程的效益实现和升级具有重要意义。1 土木工程施工中钢结构技术的应用意义 钢结构概述。钢结构在建筑结构中广泛应用，组成部分包括钢柱、钢梁、桁架等等，借助焊接施工、预埋螺栓等方式有效连接各构件。钢结构易锈蚀，施工阶段要做好防锈、除锈工作，选择合适的防锈、除锈技术，日常的维护要到位。相比于木质或者混凝土材料，钢结构的强度与密度优势明显。而且，钢结构自重较轻，吊运难度较小，还容易适应不同的环境。钢结构以钢材为主，韧性以及荷载承受的优势相对突出，还具备较强的抗震能力。钢结构具有可预制的优势，在事先预制钢结构后，直接运抵现场进行拼装，显著提升施工的效率和质量。需要注意的是，钢结构不耐高温，钢结构施工的防火至关重要。具体施工中，可以综合使用钢结构与防火材料，提升钢结构的耐火性能。另外，务必做好钢结构防锈工作，通过涂漆等方式防锈。目前常见的钢结构包括高层钢结构、轻钢结构等等。高层钢结构多应用在高层建筑施工中，通常体现为巨型框架、简体框架等等，并与钢筋混凝土等材料综合运用，更好地吻合施工需求。关于空间钢结构，以球节点平板网架、多层变截面网架最为常见，多应用在大型场馆的建设之中。空间钢结构的刚性性能突出，而且外表美观。关于轻钢结构，荷载承受能力较弱，多应用在低负载的土木工程项目中，例如 H 型的门型钢架支撑等等。在制作墙面、屋面的围护结构时，使用螺丝或者螺栓连接各类构件，形成装配式的钢结构建筑。轻钢结构具有成本低、施工便捷优势，在小型土木工程中的应用价值可观。2 钢结构应用优势（1）耐压性强。钢结构相当于多种型号钢材的集合体，综合多种材料的优势，让结构力学性能更优。评价钢材质量的关键指标在于“冲击韧性”，韧性好的钢材，能够从容抵御外部冲击，降低开裂的概率。钢结构耐受冲击，抗形变、抗打击的能力更强。（2）经济性能好。土木工程施工要利用多种材料，而且材料消耗量较大，造成的成本也非常可观。钢结构施工的核心材料是钢材，应用成本较低。在土木工程载荷要求一定的情况下，使用钢结构材料，能够降低建筑构件的使用数量，进而降低施工成本，提升土木工程经济效益。（3）施工效率高。如果外部环境、天气等因素不断变化，则会对土木工程材料造成显著影响，进而降低工程质量。在土木工程中应用钢结构材料，能促进施工活动提质增效。施工单位根据土木工程的实际需求，向厂家提出钢结构制作的要求。当厂家预制钢结构完毕后，将钢结构直接运输到现场，显著提升了钢中国科技期刊数据库 工业 A-174-结构施工的效率，更好地控制施工进度。土木工程体系中，钢结构与混凝土施工多交替进行。施工单位可以同步推进钢结构的安装与外部装修过程，让施工资源配置更合理，施工效率也就更高。（4）施工过程更安全。传统施工侧重于混凝土，由于混凝土材料具有易裂缝、易沉降的劣势，不利于维系工程安全。相比之下，钢结构的性能优势更突出，能够为土木工程的安全提供更有效的支持，建筑结构也变得更稳固。钢结构的主导材料是钢材，能够弥补混凝土材料的短板，进而提升土木工程质量。此外，钢结构的抗震性能与延展性突出，同样保证工程的安全稳定。3 土木工程施工中钢结构技术的应用分析 前期准备。钢结构施工顺利开展，与前期工作关系密切。钢结构施工之前，需要严格审查图纸，确保施工方案完整妥当。钢结构施工图纸的审查要到位，要严格执行工程建设的具体标准。针对施工图审查中发现的问题，需要及时汇报给设计人员，尽快改正施工方案。此外，钢结构施工工艺的选择要适应土质。准备阶段，还要做好钢结构工程的整体规划，有效把握施工进度，并将各项施工任务落到实处，为钢结构施工奠定良好基础，钢结构施工的重要先决条件是材料的选择，该阶段要重视材料的刚度指标，并评估材料的承载力。通常情况下，钢结构材料温度与刚度成反比，也是材料选择的依据。另外，要考虑到材料的耐火性能，为后续施工打好基础。螺栓预埋技术。首先将刚性的柱脚螺栓埋入钢筋混凝土，确保柱脚与承台连接，进而明确标高。螺栓预埋过程需要注意精度要求，在螺栓定位阶段，需要利用支架系统以及定型模具。借助这种方式，能够适当调整预埋螺栓的位置，有效控制偏差。安装定型模具之后，结合柱脚与混凝土承台轴线的位置，明确模具钢板尺寸并画出横纵方向的十字线。同时，井字架上要放置经纬仪，测量两个方向的十字线，随后将模具的轿子杆架设在井字架的上方，直到横纵十字线与井字架重合。当定位模具后，需要将预埋的螺栓打入到模具定位的钢板钻孔中，确保螺栓顶部标高吻合标准，随后拧紧螺栓，并将检查螺栓是否垂直，及时处理偏差，此后还要复核螺栓预埋的效果。吊装施工。吊装施工前，要合理选择吊装设备，此时要注意起重机、起重臂等设备的参数。吊装施工阶段，需要严格执行标准，进而掌握施工流程。钢结构吊装多采用平面吊装或者竖向吊装的方式，吊装顺序有所不同。如果选择前者，需要在钢结构核心筒形成标准框架，随后向四周铺开。关于构建顺序，以钢柱为起点，随后依次进行主梁、次梁的施工，然后是支撑结构与楼板层。如果采用竖向吊装方式，则要沿用“由下至上”的顺序，首先吊装下层框架梁，随后是中层和上层的框架梁。吊装后两个框架梁时，要注意测量。完成各层的框架梁施工后，进入到楼盖的钢筋混凝土施工阶段。吊装施工过程中，需要关注起重机设备以及钢结构部件的重量，让设备载重参数更合理。在很多土木工程中，将钢结构的吊运与安装“合二为一”，有可能降低钢结构吊装的精度。比如在钢结构吊装过程中，如果支撑主动稳定性不足，不仅降低支撑柱的质量，还会导致安全隐患。在吊运钢结构支撑柱时，将锁定状态下的吊运架加入其中。此类吊运架包括顶板、拨动机构、锁定装置等组成部分。借助吊运顶板，实现吊运装置与机械的连接效果。借助拨动机构，能够有效抓取并锁定钢结构。其中内含尖状结构，能够加入到两个相邻的钢结构支撑柱，提升钢结构的抓取效果与精度。借助锁定装置中的滚动机构，起到限制钢结构支撑柱的效果，保证支撑柱稳定。借助锁定装置中的防滑结构，能够对将要就位的钢结构支撑柱进行减速处理，让支撑柱的吊运更稳定、更精准。钢柱安装。安装钢结构的钢柱时，需要注意钢柱对钢结构稳定性的影响。钢柱安装阶段，首先要注意标高的观察点，此时要考虑梁托支撑面。如果支座与承重体之间不存在梁托，就要在桁架上找到最后一个安装孔，并作为观察点。如果钢柱具有多柱节特征，首先要组合各段钢柱，形成支撑柱，随后吊装钢柱。当钢柱被安装在混凝土承台后，需要注意安装质量，确保尺寸吻合标准，偏差处于合理区间。钢柱安装中，对于体积大、截面小的构件，钢梁安装的相关内容需要考虑刚度、可靠性的要求，对钢柱进行适当补强。比如针对承重力较低的构件，借助抗压补强机制提升侧向应力。钢柱安装与吊装完毕后，要注意垂直度、弯曲度等参数。钢梁施工。钢梁施工之前，需要合理选择钢梁材中国科技期刊数据库 工业 A-175-料，保证钢梁质量、强度过关。钢梁安装前，要通过测量明确钢梁的尺寸与位置，而且安装的人员与设备要专业。吊装钢梁后，需要合理调整定位，确保位置与水平度合规。连接钢梁时，需要使用专业设备工具，确保钢梁足够牢固。钢梁施工完毕后，需要全面检查验收，确保安装质量过关。焊接施工。焊接施工前，要合理选择焊接技术。目前常见的焊接模式包括低温焊接与高温焊接。选择低温焊接时，需要做好防护工作。在低温焊接区域内，要保证密封效果。如果选择气体保护方案，则要做好焊接气瓶的防护工作。焊接之前，要做好钢材预热工作，预热问题不要超过常规焊接的温度。如果选用高温焊接技术，要注意钢材的强度，进而保证焊接质量。焊接中要注意接头与焊缝，在选择适配的材料基础上，保证处理的韧性。焊接施工中，要合理选择焊接材料，确保焊接材料吻合实际施工要求，从根本上保证焊接质量。随后要注意坡口，如果焊接坡口不合理，则会加大钢结构形变的概率，最终降低施工质量。目前常见的坡口包括 X 形、V 形等等，坡口形状的选择要实事求是，最大限度降低钢结构形变概率。另外要注意焊接过程，在合理把握焊接顺序的基础上，让焊接的参数和作业环境更合理。焊接施工阶段，还要结合土木工程的环境，合理选择技术。焊接施工前，进行焊条的烘焙处理，调整焊条的湿度与温度。焊条要足够干燥，温度在 100与200之间。焊接钢结构时，需要考虑技术的精度要求。比如在钢结构施工中采用电弧焊，保证焊缝的质量，而且施工过程相对简易。在高层土木工程钢结构施工中，选择对称性的施工技术，吻合这种场景下的焊接施工要求。伴随着钢结构的上升，钢结构施工的稳定性逐步降低。采用对称施工技术，最大限度保证稳定性。全部钢结构焊接施工的环境要大抵相同，温度、速度尽量保持一致。如果选择 H 型梁，焊接过程中首先保证柱和梁的连接效果，从下缘开始焊接，让钢结构更加稳定。涂漆施工。焊接钢结构后，要做好钢结构的表面养护工作，从根本上杜绝钢结构生锈现象，保证钢结构长久应用。通常情况下，借助涂漆施工有效防锈。涂漆施工阶段，首先要处理钢结构基层。在除锈过程中，多采用手工模式，使用钢丝球清理钢结构表面，随后使用纱布再次清理，直到钢结构表面足够光滑，不存在金属锈。紧接着，使用棉布再次清理钢结构，起到除尘作用。涂漆过程中，要保证表面油漆涂抹足够均匀，而且油漆不能进入钢结构的内部。当表面涂漆干燥后，要检查表面，及时处理缺陷。涂漆阶段可以结合使用红丹粉，有效提升钢结构的亮度与外观效果，并通过打磨措施，让钢结构的油漆更平滑。钢结构防火施工。关于这种方式，就是将防火专用材料或者防火层敷设在钢结构的表层，增强钢结构防火性能。当然，也可以在钢结构外部敷设柔性毡状的隔热材料，或者是在钢结构外部涂抹混凝土、砂浆、砌筑砌体，起到防火的效果。如果使用膨胀型的防火材料，要充分考虑环境要求。如果使用非膨胀性材料，涂层10mm，而且涂料与钢结构相匹配，保证防火涂料的性能。钢结构施工监督要到位。钢结构施工事无巨细，相关的监督工作至关重要。一旦监督工作失位，有可能漏掉部分钢结构问题。若发现钢结构施工中的隐患，需要快速告知相关人员，提醒人员抓住有利时机及时应对，保证建筑工程质量。监理人员要秉承高度负责的态度，严肃对待钢结构施工中的问题，将监督任务落实在每一个施工阶段，确保审核验收落实到位。在钢结构施工监理中，要注意对比不同阶段的施工任务，在验证施工效果的同时，不断积累钢结构技术的应用经验，为深入开展土木工程奠定基础。4 结束语 在土木工程体系不断发展的背景下，钢结构在今后的施工活动中具有可观的应用价值。在土木工程施工活动中，需要积极利用钢结构技术，结合工程施工的实际需求，多角度分析钢结构技术的应用策略，更好地发挥钢结构技术的优势，使其在土木工程中起到更重要的作用。与此同时，总结钢结构技术的应用要点，为钢结构技术的革新升级积累建议。参考文献 1李蕾.基于钢结构技术在土木工程中的应用研究J.中国新技术新产品,2022(20):112-114.2肖飞.论钢结构在土木工程施工技术中的应用J.大众标准化,2022(17):41-43.中国科技期刊数据库 工业 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