土木工程中钢结构施工技术及应用策略
陈智森
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陈智森,. 土木工程中钢结构施工技术及应用策略[J]. 中国土木工程,2022.9. DOI:10.12721/ccn.2022.157088.
摘要:
传统的混凝土建筑模块已经无法满足现代土木建筑工程的需求,相关专家提出应用钢结构对建筑工程进行施工,也能够提升房屋建筑工程的整体稳定性和抗震能力,也是目前土木建筑工程发展的新方向。针对土木工程中钢结构施工技术应用进行分析研究,简要阐述钢结构施工技术的应用要点。
关键词: 土木工程;钢结构;施工技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157088
基金资助:

前言:钢结构随着科学技术的日渐发达日益完善,具有无可比拟的应用优势。土木建筑工程施工过程中,钢结构施工技术的应用非常关键,对于现代工程施工质量控制有着重要意义。

1.常见钢结构形式

1.1高层钢结构

高层钢结构,主要是将钢结构作为框架支撑。这种钢结构,自重较轻,一般可以选用轧制型钢和焊接型钢。将这种结构作为框架支撑,有着使土木工程具备优良防火性的显著优势。这是因为与传统钢结构有所不同,在该钢结构工程施工过程中,通过在结构表面设置防火涂料的方式,降低其导热系数,提高其耐火极限,促使钢结构不直接暴露在火焰高温当中,涂层吸热后会释放出水蒸气以及相关不然气体,进而促使整个土木工程耐火性提高。因此,土木工程施工中,中高层建筑对于高层钢结构的使用司空见惯。这种结构,可使中高层建筑更加稳固、牢靠,进而有效提高房屋建筑的安全使用寿命。

1.2空间钢结构

空间钢结构,包含索膜结构和大跨悬索结构。这种类型钢结构的应用,施工快、造型美、自重轻,可使土木工程具备较大的刚度。因此,应用空间钢结构,既可满足建筑空间需求,也可有效降低施工过程中的资金成本。可以说,土木工程施工中,应用空间钢结构施工技术,可使土木工程获得更多施工可能,对于激发建筑行业推陈出新的创造力,具有重要作用。

1.3轻型钢结构

轻型钢结构,其主要特点为自重轻、造价低廉。因此,轻型工业厂房是选用轻钢结构的主要类型。通常情况下,轧制钢板和焊接钢板,是轻钢结构应用中的主要材料。围护结构和墙体结构,是轻型钢结构施工中的主要表现形式。可以说投资较少、安装简单,是轻型钢结构的主要应用优势。

2.土木建筑工程钢结构施工技术

土木建筑工程结构施工技术非常关键,一定程度上关系到施工效果。在实际钢结构施工过程中,要把控各项施工要点内容,提升土木建筑工程钢结构的施工效果。

2.1施工前做好准备工作,确保后续施工合理

①准备施工技术资料以及施工图纸,在实际施工过程中,严格按照设计图纸施工,确保整个结构符合建筑需求,包括对钢架的三维图纸规划等。②准备钢结构施工技术和钢结构材料。比如在实际施工中根据工程抗震能力需求;选择符合工程需求的钢材料,并做好材料采购、材料验收以及材料应用等相关工作,确保钢结构施工更加合理。③做好施工组织安排工作,落实好施工相关政策,确保钢结构施工技术应用更加合理,最大程度上提升钢结构的施工应用效果。

2.2在土木建筑工程钢结构施工技术应用过程中,还应该注重对施工技术进行要点把控

其注意事项为:①钢结构制作施工环节。钢结构制作包括放样、号料、切割、校正等环节。高强度螺栓处理后的摩擦面,抗滑移系数应符合设计要求。制作质量检验合格后进行除锈和涂装。一般安装焊缝处留出30~50mm暂不涂装。②钢结构施工过程中,有效控制钢结构焊接工艺,确保施工更加合理。焊工必须经考试合格并取得合格证书,且必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。焊缝施焊后须在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。焊接材料与母材应匹配,全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,采用射线探伤。③在钢结构施工过程中,对钢结构运输进行控制,根据钢构件的长度和重量选用车辆。钢构件在车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均应保证构件不产生变形以及不损伤涂层。④对土木建筑工程进行安装施工管控,最大程度上提升钢结构的施工效果。钢结构安装要按施工组织设计进行,安装程序须保证结构的稳定性和永久不变形。安装柱时,每节柱的定位轴线须从地面控制轴线直接引上。钢结构的柱、梁、屋架等主要构件安装就位后,须立即进行校正、固定。⑤在钢结构施工过程中,做好钢结构材料的防火与防锈工作,确保钢材料应用合理,最大程度上实现钢结构的综合应用控制,提升施工技术效果。

2.3做好钢结构的连接技术选择

在土木工程施工中,主要有三种钢结构连接技术,不同连接技术优缺点各不相同,可结合土木工程施工实际做针对性的选择应用:(1)焊缝连接。这种连接技术主要是通过电弧焊产生热量,融化局部钢结构,经冷却凝结成焊缝,从而将钢构件连接成一体。该技术优点是不会对钢构件截面造成削弱影响,实际连接构造简单,连接也比较方便,并且有着良好的连接刚度与密封性,实际连接施工效率比较高,还有利于节约钢材。缺点是焊缝附近的钢构件受高温影响,容易导致材质变脆,同时还会产生一定的焊接残余应力与残余变形,不利于钢结构承载力、刚度提升。部分焊缝连接由于刚度过大,从而导致原本的一些局部裂纹迅速扩大,在低温环境下,更容易出现脆断;焊缝连接塑性与韧性比较差,容易导致钢结构疲劳强度降低。(2)螺栓连接技术。主要是通过螺栓零件将钢结构连接在一起,一般分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。该钢结构连接技术施工比较简单,实际安装方便,因此非常适合在工地进行安装连接,也很容易进行拆卸,在需要装拆的钢结构与临时钢结构连接场景中有着广泛的应用。该连接技术缺点是在实际技术实施过程中,需要在钢结构表面进行开孔,在拼装时需要对孔,导致制造工作量增加,并且对钢结构制造的精度有着较高的要求;螺栓孔还会削弱钢构件的截面,且容易消耗大量的钢材,材料成本比较高。(3)铆钉连接。通过利用一种一端带有半圆形预制钉头的铆钉,在钉杆烧红后,迅速插入连接件的钉孔中,然后借助铆钉枪工具,将另一端也打铆成钉头,从而使得钢结构连接的更加紧固,这种连接技术的优点是铆接传力可靠,并且有着良好的可塑性与韧性,更加容易保证连接质量,并且能够用于重型钢结构与直接承受动力荷载钢结构的连接。该钢结构连接技术的缺点是实际铆接施工工艺比较复杂,并且需要消耗的钢材比较多,实际工作量比较大,因此当下在土木工程施工中应用比较少,基本被焊接和高强度螺栓连接所取代。

2.4做好钢结构油漆涂抹防护

在土工工程施工中应用钢结构,受外界环境以及钢材本身特性所影响,经常会出现锈蚀问题,从而对于钢结构承载能力带来严重影响,不利于整体钢结构安全稳定性提升。因此需要施工人员加强油漆涂抹,做好钢结构表面防护工作。在涂抹油漆前,需要施工人员做好钢结构的基础性处理,确保钢结构表面干净整洁,并将已经存在的锈蚀痕迹刷磨干净,再用粗砂布进行打磨,全面保证钢结构表面的光洁性。在一些土木工程施工过程中,由于需要采用的钢结构较多,需要实际打磨的面积比较大,因此会采用砂轮机进行统一的除锈工作。此外,油漆涂抹注意要均匀适中,在完成涂抹后,需要做好防护,避免出现人为剐蹭,影响油漆干燥效果。

3.结束语:

综上所述,对于钢结构的整体应用而言,其性能优越、可塑性强、节能环保。因此,土木工程施工中,钢结构的应用十分广泛。因此需要在实际施工过程中,做好钢结构材料选择,加强钢结构的防护,从而有效提升土木工程钢结构施工质量水平。

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