钢结构在土木工程中的应用第1篇

关键词：钢结构；土木工程；特征；施工

在土木工程中，结构构件容纳和承受效应会受到钢结构的强度的影响，应该针对我国相关的规定，选择钢结构构件的性能。在近些年之中，钢结构在建筑中的使用产生了很大的变化，以往钢结构强度级别的标准已经不能满足现实情况的需求。

1、钢结构在土木工程中的特征

在土木工程中，不是所有的钢都具有全部的强度级别，因此，在一个特定的建筑设计之中，选择钢种的强度级别和类型是十分重要的，从整体的角度上来说，使用合适的钢结构能够减少结构自身的重量，将物料的消耗降到最低，减小地基的尺寸，最终使整个建筑的成本降低。钢结构的刚度会对变形和震动等参数产生影响，在结构中的刚度也会受到连接件和构件的影响。具体来说，材料的几何截面特征会影响其刚度，在高强度的混凝土之中，刚性只有钢结构的五分之一或者十分之一，因此，在刚性方面，钢结构具有明显的优势。延伸性指的是在拉伸材料过程中的变形能力，在设计结构的过程中，尤其是着重于抗震设计的建筑中，在遭受到较强的非弹性变形的过程中，如果结构框架具有滞后耗能的特征，那么建筑物幸存的比重会大大提高。在土木工程之中，经常会使用两种材料，分别是结构钢和钢筋混凝土，在施工的过程中，应该针对结构特征和施工有效性、施工成本等几个方面进行分析。尤其是在土木工程中钢结构的特征，是施工的重点，钢结构是在土木工程中韧性最高、使用最广泛的材料，但是需要注意的是，建筑材料内部的延伸性和建筑结构的延伸性没有必然的关系，在设计的过程中，使用稳定、可靠的措施，保证其滞销机制。构件延性、结构延性、材料延性、材料截面会对建筑物的延性产生很大的影响，具体来说，结构延性、构建延性、变延性水平和延性值的需求和能力相适应，即使钢结构具有较大的应变延性，由于缺乏稳定的受力，会造成曲率延伸性不达标。钢结构的韧性指的是塑性变形和吸收能量的能力，能够减少由于不稳定的缺口部位而造成的裂纹扩散状况。因为钢结构的韧性，在钻孔、锻造、冲孔、剪切和弯曲的过程中减少了裂缝的产生。钢结构的韧性有十分苛刻的温度条件，韧性会随着温度的降低而不断降低，因此，在一些气候十分寒冷的地区对钢结构进行设计的时候，应该重视韧性，低碳钢在改善韧性方面，与高碳钢相比具有一定的优势。

从土木工程的整体上来说，钢结构的延性、强度和刚度，都比钢筋混凝土具有优势，而且使用钢结构有助于建造创新的建筑形式，增加设计的针对性和灵活性，提高空间的使用效率。同时，钢结构是一种悬臂施工系统 可以为电路和管道提供相应的通道，减少了楼层的高度，使其自身的美学价值增加。可以在增加现有建筑结构楼层的过程中使用钢结构，在施工的过程中，减少了施工人员的需求数量，在修改的时候，具有成本低廉、更改容易和施工进度快的特征。

2、钢结构的缺陷

钢结构在施工和应用的过程中存在着一定的缺陷，主要表现为以下几个方面的特征。虽然钢结构具有较强的刚度，但是构件截面少于混凝土结构，为了使其稳定性得到提高，应该不断增加钢种的尺寸，使用混凝土进行填充，钢材一旦受到高温辐射，会产生一定程度的耐热性，因此，一旦温度升高到一定的程度，应该使用隔热层进行适当的保护，在一些重要的部位，应该刷涂防火涂料。其次，在市场环境之中，应该重视钢结构的功能需求，保证其处于合适的应用范围之中。当钢结构具有较多节点的时候，应该对焊缝、垫板和螺丝进行准确的计算，在设计的过程中具有十分复杂的特征，图纸的数量也会超过混凝土结构。钢结构只有在进行大规模生产的过程中，才能够体现出其性能，我国目前缺乏钢结构的质量标准、价格标准和生产标准，在监督管理机制和国家标准方面都存在着很多缺陷，开发商和设计师需要相关的法律法规进行指导。因为生产钢结构在我国还没有形成完整的体系，因此，其价格较高，虽然每年的钢产量都在提高，但是人均产值太低，在国民经济中，是十分珍贵的材料，相对来说，混凝土具有一定的价格优势。钢结构的使用寿命较短，一般只有四十五年左右，在住宅建筑之中，会影响消费者的购买欲。

3、钢结构在土木工程中的施工要点

钢结构的施工具有复杂的特征，针对建筑的不同需求，在细节上具有很大的差异性。应该针对安装流水的前后顺序，合理的对钢构件进行堆放。在对基层处理的时候，应该首先对金属的表面进行清理，之后再进行除锈，如果产生锈蚀的现象，应该使用铲刀和钢丝刷进行处理。可以将厚漆、红丹粉混入腻子之中，加速腻子的干硬，待腻子干燥之后进行打磨，并及时的清理，在长时间的堆放之后，应该进行第二次涂刷。在涂刷面漆的时候，应该进行多次涂刷，保证光亮和色泽的一致性，同时应该进行及时的检查，减少漏刷的现象，应该对面漆进行两次以上的涂刷，保证厚度在七十微米左右，最终提高土木工程的施工质量。

4、结语

总之，从土木工程的整体上来说，钢结构的延性、强度和刚度，都比钢筋混凝土具有优势，而且使用钢结构有助于建造创新的建筑形式，增加设计的针对性和灵活性，提高空间的使用效率。

参考文献：

[1] 李红岩, 孟庆凯. 浅论钢结构在土木工程中的应用研究[J]. 黑龙江科技信息, 2011, (20): 319.

[2] 吴梦陶. 浅谈钢结构在土木工程项目中的实际应用[J]. 黑龙江科技信息, 2011, (12): 247.

[3] 于敏. 浅谈钢结构在土木工程中的应用[J]. 科技创新导报, 2011, (32): 33.

[4] 王晋, 连杰. 谈钢结构在土木工程中的应用[J]. 科技与企业, 2011, (11): 159.

钢结构在土木工程中的应用第2篇

【关键词】：土木工程；钢结构材料；强度；施工

前言

建筑物拥有高性能一直都是时展所需，特别是如今的高层建筑越来越多，楼层越来越高，对于高性能需求量增加。例如高强度、高抗震度、高延展性等都是新时代高层建筑物建设所需要的，而且建筑质量必须牢固坚硬，这样才能拥有长久的使用年限。而传统混凝土重量大，性能不佳，对于高层建筑存在很多不足，为此，逐步被钢结构材料所代替。

1 土木工程钢结构优点

土木工程建筑过程中，对于钢结构的性能必须要有一个全面的了解，钢结构属于重金属之列，对于自然灾害的抵抗能力更强，例如地震、水牢、台风等更具抗压性，不会因为外力的作用而导致建筑变形或者倒塌，并且可延展性能更强，正是因为有众多的优点所以这被广泛的应用于土木工程结构施工中。

（1）土本工程钢结构的强度优点。钢结构的承载能力强，可以承载的重量比起混凝土更高一些。某些国家针对于钢结构的强度及材料进行等级划分，很多时候会根据不同的等级划分进行材料的选择。随着科技的不断发展，钢结构的外观以及规格慢慢规范化，只有某些特殊钢梁才会选择不规则的钢结构。

（2）钢结构的刚度是钢结构的一大性能，钢结构的刚度是钢结构单体的抗振动，抗形变的性能来决定的，整个建筑物的钢结构系统的刚度受到钢结构单体的影响，钢结构系统的刚度，与每一个钢结构的性能是相连的。“弹性模量”是钢度指标，指标处于200GPa时候，比起普通的混凝土的刚度要高出五倍左右，可见，钢结构的钢度混凝土是很难去超越的。

（3）钢结构的延性是指抗拉力能力强，断裂情况少。我们知道一座建筑多多少少都要承受横向或者纵向的拉力，那么这个时候建筑需要考虑土木工程结构的延性，只有延性足够大，建筑稳固才能保障质量。一般北方自然天气多风、寒冷，对于高层建筑而言所承受的拉力是很大的，钢结构的延性越大，对于高层建筑的稳固性越有保障。

（4）钢结构的韧性是指当建筑物在受到外力的影响之下，出现断裂、破损现象时，纲结构本身的抗变形及吸收外力能力就是钢结构的韧性。特别是在外力的破坏之下，建筑物没有良好的韧性是容易出现建筑事故，而钢结构的韧性是非常强的。而钢结构不会受到外力的影响而产生形变，例如天气、暴雨、地震等外力破坏。

2钢材的使用优势与问题

2.1 钢材结构使用的优势

（1）钢结构比起混凝土价格更为便宜一些。所需要的材料吨数更少一些，而钢材料与混凝土对比之下，钢结构价格、使用量、性能等等都比混凝土在占优势，从而在进行建筑施工过程中，总造价会有所降低，从而节省了大量的开支，工程质量也得到更好的保障。

（2）随着经济的飞速发展，高层建筑越来越多，各大城市的地标性建筑越来越高，高层建筑对于整个建筑重量的要求越来越高，重量越轻对于地基的承重压力变小，从而让建筑的稳固性增强，而混凝土重量沉重，越是高层建筑所累积的重量会增加承重，从而增加地基的压力，地基承重过大，存在的安全隐患越大。

（3）钢结构的使用为提高建筑物的性能起到了重要的作用，特别对于自然灾害的城市，钢结构材料的选择更有利一些。钢结构的优势众多，高性能的作用之下，建筑的各项抵抗能力也增强，这对于建筑物特别是高层建筑而言是十分具有优势的。

2.2 钢材结构的缺点

（1）钢结构耐火性不足，钢结构是重金融，重金融遇火融入、变形、破损等问题频频发现，例如震惊海内外的“911”事件，就是因为火的原因，而导致建筑物倒塌，钢结构发现融入和严重变形，而混凝土的耐火更强，为此，在进行高层建筑的时候，防火是非常重要，做好防火措施可以大大减少安全隐患。

（2）钢结构的耐腐蚀性差，一旦受到外力的侵蚀，很容易就会被腐蚀，例如酸雨、霜雪天气、空气质量等等都会严重的外力，很多专家对此进行了多年的研究，发现那怕进行一定的防护措施也很难避免这种问题的产生，毕竟钢结构是很容易被氧化的，一旦酸碱物质的破坏达到一定的程度，那么变形是迟早的事情。

（3）钢结构的使用年限过低，一般的建筑物的使用年限在七十年以上，有的超越上百年，而钢结构达不到这样的要求标准，钢结构的使用年限一般在四五十年左右，耐久性十分不稳定，受到外力的影响过高，这对于高层建筑而言存在很大的使用风险。

（4）钢结构事像混凝土，只有搅拌科学合理就可以达到预期的效果，而钢结构在使用的过程中，一定要经过严谨的设计环节，每一个效用构件都需要非常精密的设计，一幢高层建筑的整个钢结构设计需要花费大量的人力、物力、财力。

（5）钢材市场价格起浮过大，价格零乱不堪，质量也参差不齐，特别是建筑类钢材料价格偏高，这对于建筑造价造成一定的压力。

3钢材安装施工重点

总而言之，在建筑工程中使用钢材料需要非常严谨认真，因为不同的建筑特点所需要的钢材料使用细节是不一样的。钢材料分类众多，不同的类型所适用的地方是不同的，土木工程中的建筑钢材以低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等碳钢的塑性差，硬度强度大。安装结构要与用地面积达成1：1.5的比例。安装一定要严格按照规则进行。例如运输的起重机的规格，安装拆除的机械设备，安装的工艺等等都是需要严格执行的。

例如某高层建筑要进行二十层楼的钢结构安装，此时需要起重起先运输材料至中转，再通过长臂式举重机把材料最终运输至最高层进行建筑施工。

4 结束语

综上所述，不难看出，钢结构与混凝土相比存在很多的优势，但是同样也存在缺点，钢结构在建筑施工过程中，一定要设计好每一个钢结构的安装方式，计算好承重比例，这样才能更好的发展钢结构的优势。但是钢结构也存在很多不足，例如韧性不足、耐久性不佳、腐蚀性大、施工设计繁杂、市场价格混乱等等各种劣势。本文还针对钢结构的安装工艺进行重点分析，希望可以为建筑单位提供一些参考资料，从让钢结构在高层建筑起到更好的作用。

参考文献；

[1] 朱云龙. 浅论钢结构在土木工程中的应用研究[J]. 价值工程. 2013（13）

钢结构在土木工程中的应用第3篇

关键词：钢结构；土木工程；应用

中图分类号：S969.19 文献标识码：A

1　土木工程中钢结构的特点

1.1 强度

在土木工程中材料的强度决定了建筑结构的承受能力及建筑结构的容纳效应，而对于钢结构的强度检测通常是根据国家的规定标准进行确定的，在相关的钢结构规定中已经具体列出了材料要满足的情况，例如，建筑钢结构应该满足CAN/CSA G40.20/C40.21的标准。随着钢结构的快速发展，目前比较广泛的肯定加拿大所规定的建筑结构钢的标准，其中主要分为七个结构钢种类以及相应的结构钢的强度级别为八个。但是我们必须清楚的是并不是所有的结构钢都已经标出了强度的级别，当我们在进行每一个独立的工程时，一定要根据具体的是施工状况进行选择相应的结构钢的类型和强度级别。合理的使用结构钢对于工程的建设是非常有利的，它可以通过降低地基的尺寸，节省施工材料，减轻建筑工程的整体重量，使整个工程的成本减少了。

1.2 刚度

振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定，进而由结构体系的刚度来决定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。不过简单说来，构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而普通密度抗压强度在20-40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20-28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40-45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显著的优势。

1.3 延性

建筑物的延性主要取决于建筑结构材料的延性，所以对于地震多发地区的建筑物都会有抗震设计，而延性则是抗震建筑设计中最常用的和最重要的计算参数之一，为了使建筑物能够在地震之后仍能够屹立不倒，必须加强建筑物自身主要结构的延性。目前的建筑抗震材料当中，钢结构相对来说是延性最好的，它被广泛地应用到建筑结构设计当中，但是材料本身的延性并不代表使用这种材料的建筑结构的延性，所以针对这种情况，我们必须设计出更加合理的方案，同时制定出可靠的建筑机制。在建筑物的设计当中，延性的取得并不是靠单一的因素，而是多方面的组合，例如：足够的结构延性、材料的延性等等，而且延性的取值也应该与构件延性以及结构延性等相对应，而钢结构由于受弯构件的不稳定，就导致了其曲率性的不足。

1.4 韧性

韧性是钢结构在建筑施工上成为“宠儿”的一个重要因素。它可以有效地减少建筑施工中的缺口位置的裂纹进一步扩散，稳定建筑物结构的塑性变型能力。它能够使建筑物中的钢结构在安装和使用的过程中承受一定的工程压力，减少建筑物整体结构的变型。钢结构的韧性可以缓冲建筑施工中的锻造、剪切等对于钢结构的压力，降低了建筑物出现裂纹的可能。钢结构要想在施工中得以被使用，就必须具备一定的韧性。特别是在涉及到交变荷载的建筑结构中。钢结构的韧性并不是一直不变的，它的韧性程度和温度的高低有很大的关系，温度越高韧性也就越强，反之也就越小。所以我们必须注意天气寒冷地区的建筑施工，在进行设计时要特别的注意钢结构的问题。

1.5 整体

根据以上对钢结构的分析可知，和钢筋混凝土比较来说，钢结构在建筑上的应用具有明显的优势，它不仅有很好的延性和强度，在一些具有异国风情建筑上的应用也是非常的广泛的，它能够很好的构建出体现异国风情的建筑部分，并且还可以为设计者提供最好的设计空间同时也能够提供最大的空间利用率。钢结构除了具有这些功能以外，它还常常在工程悬臂施工中被应用。我们可以建立钢结构的空腹托架，这样不仅有利于建筑施工中一些管道的设置还有利于建筑物中供电设备的铺设，这样可以提高建筑物的美观程度。

2 钢结构施工安装要点

2.1 选材与连接

土木工程中的建筑钢材通常采用普通的低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等，碳钢的塑性比较低，但是硬度强度比较高。在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等；梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的格料和各项参数。梁与梁之间、梁与柱之间的连接，可以采取焊接连接或者高强螺栓连接，要注意高强螺栓的连接孔位的精度。制孔主要有两种，一种是精度较高的数控钻孔，另一种则是精度相对较低的模板制孔。对于钢结构的安装我们可以使用多轴数控钻孔，同时在安装前要检验钢结构的螺栓参数，我们要注意的是绝不可以用榔头强行的砸入，这样会破坏钢结构的组织。

2.2 钢构件的堆放以及选择安装机械地点

通常情况下安装结构的用地面积应为结构占地面积的1.5倍。依照安装流水的顺序，从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。如果因为运输的原因造成了构件的变形，则在施工现场就要加以矫正。一般钢结构的安装采用的是塔式起重机，臂杆长度要有够的覆盖面，并且起重能力要相应足够，从而满足各种不同部位构件的起吊要求。钢丝绳容量也要能满足起吊的高度要求；起吊速度有足够的档次可以满足安装要求。在多机作业的情况下，臂杆的高差要足够，以避免不安全的碰撞，保证安全运转。各个塔式起重机之间要有相应的安全距离，以保证臂杆与塔身不相碰撞。钢结构比较适用于规整、匀称以及较平的建筑平面，所以安装流水线的布置要因地制宜。

2.3 油漆工艺流程

2.3.1 基层处理

在钢结构架设之后，为了使钢结构的使用持久，应该对钢结构进行一定的基础处理。我们可以用钢丝刷清理钢结构的表面，刷掉表面的杂质，再用砂纸进行打磨，保证钢结构的表面光滑，再用棉纱布清理表面的锈灰，使得钢的表面干净。

2.3.2 涂防锈漆、刮腻子

在钢结构的表面没有锈渍之后，我们还需要进行涂刷防锈漆，在刷之前一定要保证钢结构表面干燥，没有水分。在刷防锈漆的时候一定要仔细，要刷到位，一定要绕开铆孔。等到防锈漆干了之后，我们要用腻子把钢结构的表面磨平。等腻子干了之后还要进一步的清理。

2.3.3 刷涂面漆

刷面漆是对钢结构保护的最后一道工序。它可以有效地保证钢结构不被腐蚀。刷面漆的时候应该多刷几次，最佳的状态就是漆面光滑、色泽均匀。建筑施工人员应该注意检查刷漆情况，避免出现漏刷的情况，最佳厚度是七十微米。

参考文献

[1]李国强，陆烨，何天森.钢结构在现代住宅中的应用[J].工程建设与设计，2005（2）.

钢结构在土木工程中的应用第4篇

【关键词】钢结构；土木工程；应用

1 钢结构在土木工程中应用的历史和现状

最早在建造房屋中应用钢结构的国家是18世纪的英国，100年后，法国建成了人类历史上第一个著名的钢铁建筑“埃菲尔铁塔”，成为当时欧洲标志性的建筑物。到了近现代，我国钢材生产的新技术、新工艺不断增多，各种新型产品，尤其是各种类型的建筑钢材纷纷涌向市场，为钢结构建筑的发展提供了更为厚实的平台。而且，我国钢铁生产原材料丰富，钢材年产量超过1亿吨，全国有54个大型龙头钢铁企业，马鞍山钢厂已经成为我国最大的H型生产线，能够提供充足的钢铁建材。我国钢结构建筑也如雨后春笋，一座座拔地而起。1997年，上海金茂大厦的建筑高度达421m，结构高度达395m，共有95层[1]。此后，70层的深圳赛格广场大厦，以其279m的高度，且全部采用钢管混凝土建造[2]，再次创造了钢结构在建筑中的奇迹。

2 钢结构在土木工程应用中的优势和特点

2.1 钢结构建材自身性能好

一般来说，钢材是用铁、锰、钛、硅等元素以及其他元素、材料组成的合金，这种钢材因为合成元素的多样化，也具有了一般水泥、混凝土、乃至元素较纯的铁难以达到的多种优良特性。首先，具有较高的强度和刚度，即较强的容纳或承受作用效应的能力以及较好的抗震动等性能。其次，钢材抗压抗震的延展性和韧性也是一般水泥、混凝土所不具备的。因此，钢材大都具有强度高，抗震、抗压性能好等优良特点。更为重要的是，因为炼制钢材的元素和材料的多样性，先进的炼钢技术还可以根据需要分别炼制出韧性好、抗疲劳、抗冲击的桥梁专用钢；具有抗氧化和高温的耐热钢；以及耐腐蚀的不锈钢等等各种不同用途的建筑专用钢材。使施工人员在建设中可以根据需要各取所需，不但增强建筑用途、延长建筑寿命，而且最大限度地发挥了建筑材料的功用，减少浪费。

2.2 施工速度快、安全、质量易保证

一般以沙石为基本建材的传统土木工程，往往会受到天气影响，只要遇到大雨等天气，就会严重影响施工进度。而钢结构建材在工厂专门合成，可以直接应用于建筑工地。其次，钢结构安装还可与混凝土楼板的施工交叉进行，也可以在外部装修的同时，进行内部安装。当建材短缺之时，还可以将钢材的生产与建筑施工同时进行。据统计，钢结构的施工要比钢筋混凝土结构施工的速度快约20%到30%。此外，钢材特有的可延性、韧性和抗压性能，提高了建设施工的安全性和建筑物的质量。钢材的可延性和韧性使钢材在拉伸过程中不会断裂，而会产生塑性变形，使钢材在安装、使用过程中可以承受较大的冲击力或压力。

2.3 用途广，可塑性强

由于钢材的耐压、有韧性、轻便等特点，可以被广泛应用于建设各种不同的建筑设施，尤其是一些传统土木工程难以做到的大空间跨度建筑。如在现代机场、剧院、体育场等大空间建筑内，林立的柱子不利于建筑内人们的工作和娱乐，而韧性好，强度大的钢材的使用，可以建造没有柱子支撑的大空间。其次，钢材耐挤压可焊接的特点，还使建筑史上出现新型的钢铁建筑。法国的“埃菲尔铁塔”是先例，继之后，以钢板连接、焊接构成的高层重钢建筑成为建筑中的新潮流。在我国，20世纪80年代到如今，已经有近百幢高层重钢建筑。其三，当今新型轻钢的出现，又带给钢结构建筑新的惊喜。这种轻钢坚韧性好，质量轻，被广泛应用于各种轻工业厂房、仓库的建设中。

2.4 环保节能

钢结构建筑的施工，具有作业量较小，噪声少，污染少等有利于环保的特点，和投入少收益大、易于拆迁，回收率高的优点，使钢结构成为建材场上最受欢迎的主角。首先在施工的时候，没有污染的钢材替代了成堆的沙尘、砖瓦、混凝土等容易带来漫天沙尘污染的材料，尤其在人口密集区，钢材堆放的空间比较小，也不易像沙石砖瓦那样易于破碎散开，因此，钢材更受广大建筑人员以及周围民众的欢迎。其次，当建筑拆除时，水泥、石灰、砖瓦等易碎材料，大多不可回收，只能当作垃圾丢掉，而水泥的不可溶性，还带来较大环境污染。而钢材则可以回收或再利用，极大地减少了灰色建筑垃圾的污染和浪费。其三，随着科技的进步，新型合成钢材的成本越来越少，性能却越来越高，为整个建筑工程带来较大的综合效益，大大节约了成本。而钢材所具有的超强度的韧性和抗压性等性能，能够以少的体积替代大体积的水泥、混凝土等材料，缩小了建筑面积，扩大了使用空间，也因此带来了较多的经济效益。

3 现阶段钢结构在应用中的制约因素

钢结构在土木工程中的应用有其鲜明的优势，也日益走火建材市场，但随着钢结构应用的增多，其潜在的制约性因素和新问题也逐渐暴露出来。

3.1 缺乏相应的技术及其工作人员

钢结构的应用，是土木建筑行业的新课题。我国钢结构建筑其实尚处于开发阶段。因此，在这方面的技术还在起步阶段，相关科技人员也相当缺乏，而施工中，技术人员则是最重要的指挥员。据统计，我国较多建成或在建的钢结构建筑中，因为设计经验的不足和设计方案的欠缺，造成用钢量过大，增加了造价成本。也有些因为缺乏熟练的技术工人，人为耽误了施工进度，甚至使建筑与理想蓝图相差甚远。

3.2 钢结构耐火性差带来建筑防火难题

钢材虽然不是可燃性物质，也有一定耐高温的性能，但当外界的温度升高到一定程度的时候，钢材的力学指标也会跟着发生改变。据相关资料，钢材在温度超过200摄氏度以后，强度将随温度的升高而降低，到600摄氏度后，就会完全失去承载能力[4]。而在一般建筑内，防火依然是一大难题。当建筑物内失火，温度达到一定高度的时候，钢材的稳定性和承载力就会下降，最终易于导致建筑物崩塌。

3.3 缺乏规范性的钢结构应用规范

相对缺乏的科研技术和人员，造成了相关研究的欠缺，使钢结构在工程建设中的应用也缺乏相应的标准和规范。钢结构大型建筑设计的不合理，导致过多使用钢材；使用过高性能或过低性能钢材等造成的浪费或建筑不达标等问题，除了设计人员经验、技术不足，也与国内缺乏比较规范的不同类型钢材的元素含量标准和钢结构建筑设计标准有关。如一般情况下，含铬量wcr需要大于12％的钢材具有不锈钢的特点，而如果不严格规范不锈钢含铬量，其耐锈程度也就不一样。虽然稍微差别的铬含量仅凭肉眼难以分辨，但如果实际应用到建设施工中，就会带来较大的影响。此外，我国对国外大量采用的镀锌轻钢龙骨的受力状况、耐久性等缺乏相关实验数据，在建筑设计中，找不到针对性的规范措施，但却盲目购买应用，使钢结构建筑工程的安全性和应用性受到很大质疑，也给施工带来不利影响。

4 解决途径

4.1 加快国内钢材制造和钢结构应用的技术提升，培养高科技专业人才是目前解决我国钢结构在土木工程应用中诸多问题的根本途径。提高技术首先在人才。结合当前高校教育情况，可以扩展高校在钢结构专业方面的人才招收和教育。同时，加强对相关技术人员的培训，并派遣部分优秀人员去国外深造学习，增加我国专业人才数量，提升相关科技人员研究设计水平。

4.2 充分吸收、引进国外先进技术和标准。在我国技术和相关建造规范还很不成熟和完善的情况下，学习国外先进技术是加快提升国内技术水平的最好方法。如其花费大量财力购买国外钢材，不如有计划地投资建造一批实验工程，引进外国先进技术。然后结合本国实际情况，改进技术，从而生产出自己的高性能钢材，尽快结束我国少技术无规范标准的低水平钢结构建筑局面。

4.3 在现有科技条件下，多方寻求方法解决钢结构建筑中的耐火性差等问题。首先，可以根据建筑用途和场所，确定建筑物可能遭遇火灾的等级和频度，确定耐火等级，选择适当钢材。其次，可以采用外加条件加强钢材防火耐热程度，如给钢材喷涂、包敷或冷却，增强钢材耐火限度。

综上所述，钢结构自身良好的性能，大大降低了现代建筑成本，提高了建筑的质量，也因此被广泛应用于现代各种土木工程建设中，不仅出现在大型机场、桥梁，也广泛应用于小型住宅中。因此，钢结构建筑在我国、乃至世界都有广阔的发展空间，我国还应结合当前钢结构应用现状，加快钢结构技术的提高和对相关技术人员的培养，为我国钢结构建筑业的发展提供新的科学技能支持。

参考文献：

[1]雷宏刚.21世纪建筑钢结构的应用及展望[J]，山西建筑，2002（02）。

[2]窦立军，袁令欣，袁志仁.钢结构发展与应用中的问题[J]，长春工程学院学报，2002（02）。

钢结构在土木工程中的应用第5篇

关键词：钢结构；土木工程

        1  土木工程中钢结构的特点

        1.1 强度  一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出了钢结构可使用的材料，比如建筑结构钢要满足CSA标准ASTM standardA992/A992M或者CAN/CSA G40.20/C40.21等相关标准的要求。近几年来，建筑用钢发生了很大的变化，过去的建筑结构所用的抗拉强度以及屈服强度相关数据均摘自于CISC（2006）历史记录，而目前加拿大对于工程结构钢以及普通建筑结构钢的标准定出7个钢种和8个强度级别。根据屈服强度其范围为260~700Mpa。不过并不是全部的钢种都有所有的强度级别，因此如果是一个特定的建筑钢结构设计，那么对钢种类型和强度级别的选择就非常重要。从整体来说，采用钢结构可以减少物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸，最终降低整个建筑的结构成本。

        1.2 刚度  振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定，进而由结构体系的刚度来决定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。不过简单说来，构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而普通密度抗压强度在20-40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20-28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40-45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显著的优势。

        1.3 延性  延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，地震中幸存的建筑物直接依赖于主要结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构可以说是目前使用最广泛的、韧性最好的工程材料之一。不过材料内在的延性并不一定都会转化为建筑结构的内在延性，因此要充分认识到这一点，采取适当的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。通常一个设计具有延性响应就要有足够的材料截面、材料延性以及结构延性和构件延性。延性值的能力和需求要与变延性水平、曲率延性（构件延性）以及位移延性（结构延性）所匹配。不过虽然钢结构的应变延性比较高，但是因为受弯构件的受力不稳定，所以构件的曲率延性经常不足。

        1.4 韧性  衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。钢结构的断裂韧性对于温度条件很敏感，并且随着温度的减小而降低。所以在天气寒冷的地区设计钢结构，首先要考虑韧性。相对来说，低碳铌钢比高碳钢成分钢更能改善韧性。

        1.5 整体  由上可知，无论是从刚度、强度还是在延性方面，钢结构都要优于钢筋混凝土，并且钢结构可以比较容易建构出有异国风情的建筑形式，通常钢结构系统可以提供最佳的设计灵活性以及最大的空间利用率。钢结构的另一个优点就是：它还是一个理想的悬臂施工体系。适当的应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔，可以为管道以及其它供电线路提供通道，不仅降低了楼层的高度，而且增加了审美吸引力。钢架像在钢结构中一样，被用来扩展现有的混凝土建筑结构或者增加楼层。在进行施工时，装配钢结构的施工人员要远远少于混凝土建筑结构所需要的人数；与混凝土建筑相比，钢结构的安装以及制作质量都要更加的可靠和简便。并且在修改时，钢结构比混凝土结构更加容易，成本更低，特别是要附加支撑系统时，钢结构可以更加快施工进度。

        2  钢结构的缺点

        当然，每种材料都不是完美的，所以钢结构的应用和施工也存在着一定的缺点，其主要表现为以下几个方而：

        2.1 材料缺点  尽管钢结构的刚度要远远大于混凝土，但是对于一个给定的负载，钢结构的构件截面刚度则要小于与其对比的混凝土结构，这主要是因为钢的强度优势导致其构件的尺寸相对较小。因此要提高这些构件的稳定性，就要增加型钢的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的刚度。并且钢材的耐火性和耐腐蚀性都相对有欠缺。钢材长期受到100度的辐射热时强度的变化不大，表现出一定的耐热性能，但当温度达到150度时，就要采用隔热层进行保护，并且重要部位的钢结构一定要涂刷防火涂料。 

        2.2 市场环境

        2.2.1 设计力量较薄弱  在设计建筑结构时要注意结构的功能要求是不是属于钢结构合理的应用范围。通常在设计较高承载力需要使用钢结构时，要考虑用不适合继续承载的巨大变形为结构设计的极限状态为准则。钢结构有很多节点，要对每个螺丝、垫板以及焊缝进行精确的计算，而且每个专业要一次性到位，所以钢结构的设计要比混凝土结构的设计更复杂，并且图纸也远远多于混凝土结构。

钢结构在土木工程中的应用第6篇

关键词：钢结构；土木工程

1 土木工程中钢结构的特点

1.1 强度 一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出了钢结构可使用的材料，比如建筑结构钢要满足CSA标准ASTM standardA992/A992M或者CAN/CSA G40.20/C40.21等相关标准的要求。近几年来，建筑用钢发生了很大的变化，过去的建筑结构所用的抗拉强度以及屈服强度相关数据均摘自于CISC（2006）历史记录，而目前加拿大对于工程结构钢以及普通建筑结构钢的标准定出7个钢种和8个强度级别。根据屈服强度其范围为260~700Mpa。不过并不是全部的钢种都有所有的强度级别，因此如果是一个特定的建筑钢结构设计，那么对钢种类型和强度级别的选择就非常重要。从整体来说，采用钢结构可以减少物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸，最终降低整个建筑的结构成本。

1.2 刚度 振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定，进而由结构体系的刚度来决定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。不过简单说来，构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而普通密度抗压强度在20-40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20-28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40-45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显着的优势。

1.3 延性 延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，地震中幸存的建筑物直接依赖于主要结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构可以说是目前使用最广泛的、韧性最好的工程材料之一。不过材料内在的延性并不一定都会转化为建筑结构的内在延性，因此要充分认识到这一点，采取适当的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。通常一个设计具有延性响应就要有足够的材料截面、材料延性以及结构延性和构件延性。延性值的能力和需求要与变延性水平、曲率延性（构件延性）以及位移延性（结构延性）所匹配。不过虽然钢结构的应变延性比较高，但是因为受弯构件的受力不稳定，所以构件的曲率延性经常不足。

1.4 韧性 衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。钢结构的断裂韧性对于温度条件很敏感，并且随着温度的减小而降低。所以在天气寒冷的地区设计钢结构，首先要考虑韧性。相对来说，低碳铌钢比高碳钢成分钢更能改善韧性。

1.5 整体 由上可知，无论是从刚度、强度还是在延性方面，钢结构都要优于钢筋混凝土，并且钢结构可以比较容易建构出有异国风情的建筑形式，通常钢结构系统可以提供最佳的设计灵活性以及最大的空间利用率。钢结构的另一个优点就是：它还是一个理想的悬臂施工体系。适当的应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔，可以为管道以及其它供电线路提供通道，不仅降低了楼层的高度，而且增加了审美吸引力。钢架像在钢结构中一样，被用来扩展现有的混凝土建筑结构或者增加楼层。在进行施工时，装配钢结构的施工人员要远远少于混凝土建筑结构所需要的人数；与混凝土建筑相比，钢结构的安装以及制作质量都要更加的可靠和简便。并且在修改时，钢结构比混凝土结构更加容易，成本更低，特别是要附加支撑系统时，钢结构可以更加快施工进度。

2 钢结构的缺点

当然，每种材料都不是完美的，所以钢结构的应用和施工也存在着一定的缺点，其主要表现为以下几个方而：

2.1 材料缺点 尽管钢结构的刚度要远远大于混凝土，但是对于一个给定的负载，钢结构的构件截面刚度则要小于与其对比的混凝土结构，这主要是因为钢的强度优势导致其构件的尺寸相对较小。因此要提高这些构件的稳定性，就要增加型钢的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的刚度。并且钢材的耐火性和耐腐蚀性都相对有欠缺。钢材长期受到100度的辐射热时强度的变化不大，表现出一定的耐热性能，但当温度达到150度时，就要采用隔热层进行保护，并且重要部位的钢结构一定要涂刷防火涂料。

2.2 市场环境

2.2.1 设计力量较薄弱 在设计建筑结构时要注意结构的功能要求是不是属于钢结构合理的应用范围。通常在设计较高承载力需要使用钢结构时，要考虑用不适合继续承载的巨大变形为结构设计的极限状态为准则。钢结构有很多节点，要对每个螺丝、垫板以及焊缝进行精确的计算，而且每个专业要一次性到位，所以钢结构的设计要比混凝土结构的设计更复杂，并且图纸也远远多于混凝土结构。

2.2.2 钢结构生产未形成体系 只有在大规模生产的情况下才可以体现出钢结构的优越性。并且目前钢结构的生产标准、价格标准以及质量标准都没有统一，国家标准以及监管机制方面也都有一定的欠缺，因此很多设计师以及开发商都相对比较茫然。

2.2.3 价格问题 由于钢结构的生产未形成体系，因此钢结构的价格比较高。虽然钢产量近年有大幅度的提高，但是人均产量仍然相对较低，钢材仍是我国国民经济中比较贵重的材料，而混凝土的价格优势就体现出来了。

2.2.4 钢结构的使用年限 混凝土结构号称永不损坏，但是钢结构一般的使用寿命只有五十年，如果钢结构用在住宅建筑中，那么人们想到自己花费终身积蓄而购买的房子只能住五十年，会让很多人丧失购买的欲望。不过随着保险业的发展，住宅寿命问题应该相对容易解决。

3 钢结构施工安装要点

整体来说钢结构的施工流程比较复杂，并且建筑的要求不同，在细节上也有很大的差异性。此处列举三点进行简单说明。

3.1 选材与连接 钢材通常分为板材、型材、金属制品以及管材四大类。土木工程中的建筑钢材通常采用普通的低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等，碳钢的塑性比较低，但是硬度强度比较高。在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等；梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的格料和各项参数。梁与梁之间、梁与柱之间的连接，可以采取焊接连接或者高强螺栓连接，要注意高强螺栓的连接孔位的精度。制孔主要有两种，一种是精度较高的数控钻孔，另外一种则是精度相对较低的模板制孔。在技术条件允许时比较适合采用多轴数控钻孔。在运到工地以后要对螺栓参数进行检验，安装时不能用扳手强行拧入或者用榔头强行打入，拧入的步骤要经过初拧、复拧以及终拧。

3.2 钢构件的堆放以及选择安装机械地点 通常情况下安装结构的用地面积应为结构占地面积的1.5倍。依照安装流水的顺序，从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。如果因为运输的原因造成了构件的变形，则在施工现场就要加以矫正。一般钢结构的安装采用的是塔式起重机，臂杆长度要有够的覆盖面，并且起重能力要相应足够，从而满足各种不同部位构件的起吊要求。钢丝绳容量也要能满足起吊的高度要求；起吊速度有足够的档次可以满足安装要求。在多机作业的情况下，臂杆的高差要足够，以避免不安全的碰撞，保证安全运转。各个塔式起重机之间要有相应的安全距离，以保证臂杆与塔身不相碰撞。钢结构比较适用于规整、匀称以及较平的建筑平面，所以安装流水线的布置要因地制宜。

3.3 油漆工艺流程

3.3.1 基层处理 首先把金属的表面清理干净，然后再做除锈。手工处理先用钢丝刷反复刷打，再用精砂布打磨，使得表面光亮、平滑，然后再用棉纱或者纱布把打磨下的锈粉和浮灰清理干净。如果表面腐蚀严重，则用钢丝刷和铲刀处理，大面积的锈蚀则可以用砂轮机来配合清理。

3.3.2 涂防锈漆、刮腻子 在涂漆前要保证金属表面的干燥，如果有水份则要立即擦干。施涂时要刷细、刷满、涂刷到位，并且要注意铆孔内不能有涂料涂入。待到防锈漆干燥后，采用和油漆配套的腻子把构件的表面缺陷刮平。可以在腻子中加入适量的红丹粉或者厚漆，从而增加其干硬性。在腻子干燥后要打磨平整，并清理干净。如果堆放的时间太长，则要再做一次涂刷。

3.3.3 涂磷化底漆 磷化底漆包括底漆和磷化液两部分。在涂刷磷化底漆两个小时以后就可以涂刷其它面漆或底漆。通常情况下，二十四个小时后可以用清水或者毛刷清理表面的磷化残留物。干燥后如果表面形成了均匀的灰褐色的磷化膜，则代表已经达到了磷化的要求。

3.3.4 刷涂面漆 刷涂面漆时要多理多刷，油要不流不坠、饱满均匀、色泽光亮一致。涂刷后要及时检查避免漏刷。钢结构的面漆通常需要刷两遍以上，厚度达70微米。

参考文献

[1]李国强，陆烨，何天森.钢结构在现代住宅中的应用[J].工程建设与设计，2005（2）.

孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技术新产品，2009，（2）.

王彩华，吴剑锋，张丽娜.钢结构的腐蚀与防护[J].建材技术与应用，2009，（2）.

胡孜华.浅谈我国钢结构住宅的应用与发展[J].中国建设教育，2007，（9）.

钢结构在土木工程中的应用第7篇

关键词：钢结构；土木工程

1  土木工程中钢结构的特点

1.1 强度  一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出了钢结构可使用的材料，比如建筑结构钢要满足CSA标准ASTM standardA992/A992M或者CAN/CSA G40.20/C40.21等相关标准的要求。近几年来，建筑用钢发生了很大的变化，过去的建筑结构所用的抗拉强度以及屈服强度相关数据均摘自于CISC（2006）历史记录，而目前加拿大对于工程结构钢以及普通建筑结构钢的标准定出7个钢种和8个强度级别。根据屈服强度其范围为260~700Mpa。不过并不是全部的钢种都有所有的强度级别，因此如果是一个特定的建筑钢结构设计，那么对钢种类型和强度级别的选择就非常重要。从整体来说，采用钢结构可以减少物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸，最终降低整个建筑的结构成本。

1.2 刚度  振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定，进而由结构体系的刚度来决定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。不过简单说来，构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而普通密度抗压强度在20-40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20-28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40-45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显着的优势。

1.3 延性  延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，地震中幸存的建筑物直接依赖于主要结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构可以说是目前使用最广泛的、韧性最好的工程材料之一。不过材料内在的延性并不一定都会转化为建筑结构的内在延性，因此要充分认识到这一点，采取适当的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。通常一个设计具有延性响应就要有足够的材料截面、材料延性以及结构延性和构件延性。延性值的能力和需求要与变延性水平、曲率延性（构件延性）以及位移延性（结构延性）所匹配。不过虽然钢结构的应变延性比较高，但是因为受弯构件的受力不稳定，所以构件的曲率延性经常不足。

1.4 韧性  衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。钢结构的断裂韧性对于温度条件很敏感，并且随着温度的减小而降低。所以在天气寒冷的地区设计钢结构，首先要考虑韧性。相对来说，低碳铌钢比高碳钢成分钢更能改善韧性。

1.5 整体  由上可知，无论是从刚度、强度还是在延性方面，钢结构都要优于钢筋混凝土，并且钢结构可以比较容易建构出有异国风情的建筑形式，通常钢结构系统可以提供最佳的设计灵活性以及最大的空间利用率。钢结构的另一个优点就是：它还是一个理想的悬臂施工体系。适当的应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔，可以为管道以及其它供电线路提供通道，不仅降低了楼层的高度，而且增加了审美吸引力。钢架像在钢结构中一样，被用来扩展现有的混凝土建筑结构或者增加楼层。在进行施工时，装配钢结构的施工人员要远远少于混凝土建筑结构所需要的人数；与混凝土建筑相比，钢结构的安装以及制作质量都要更加的可靠和简便。并且在修改时，钢结构比混凝土结构更加容易，成本更低，特别是要附加支撑系统时，钢结构可以更加快施工进度。

2  钢结构的缺点

当然，每种材料都不是完美的，所以钢结构的应用和施工也存在着一定的缺点，其主要表现为以下几个方而：

2.1 材料缺点  尽管钢结构的刚度要远远大于混凝土，但是对于一个给定的负载，钢结构的构件截面刚度则要小于与其对比的混凝土结构，这主要是因为钢的强度优势导致其构件的尺寸相对较小。因此要提高这些构件的稳定性，就要增加型钢的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土

[1] [2] [3] 

的措施，以提高截面的刚度。并且钢材的耐火性和耐腐蚀性都相对有欠缺。钢材长期受到度的辐射热时强度的变化不大，表现出一定的耐热性能，但当温度达到度时，就要采用隔热层进行保护，并且重要部位的钢结构一定要涂刷防火涂料。 

. 市场环境

.. 设计力量较薄弱  在设计建筑结构时要注意结构的功能要求是不是属于钢结构合理的应用范围。通常在设计较高承载力需要使用钢结构时，要考虑用不适合继续承载的巨大变形为结构设计的极限状态为准则。钢结构有很多节点，要对每个螺丝、垫板以及焊缝进行精确的计算，而且每个专业要一次性到位，所以钢结构的设计要比混凝土结构的设计更复杂，并且图纸也远远多于混凝土结构。

.. 钢结构生产未形成体系  只有在大规模生产的情况下才可以体现出钢结构的优越性。并且目前钢结构的生产标准、价格标准以及质量标准都没有统一，国家标准以及监管机制方面也都有一定的欠缺，因此很多设计师以及开发商都相对比较茫然。

    .. 价格问题  由于钢结构的生产未形成体系，因此钢结构的价格比较高。虽然钢产量近年有大幅度的提高，但是人均产量仍然相对较低，钢材仍是我国国民经济中比较贵重的材料，而混凝土的价格优势就体现出来了。

.. 钢结构的使用年限  混凝土结构号称永不损坏，但是钢结构一般的使用寿命只有五十年，如果钢结构用在住宅建筑中，那么人们想到自己花费终身积蓄而购买的房子只能住五十年，会让很多人丧失购买的欲望。不过随着保险业的发展，住宅寿命问题应该相对容易解决。

  钢结构施工安装要点

整体来说钢结构的施工流程比较复杂，并且建筑的要求不同，在细节上也有很大的差异性。此处列举三点进行简单说明。

. 选材与连接  钢材通常分为板材、型材、金属制品以及管材四大类。土木工程中的建筑钢材通常采用普通的低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等，碳钢的塑性比较低，但是硬度强度比较高。在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等；梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的格料和各项参数。梁与梁之间、梁与柱之间的连接，可以采取焊接连接或者高强螺栓连接，要注意高强螺栓的连接孔位的精度。制孔主要有两种，一种是精度较高的数控钻孔，另外一种则是精度相对较低的模板制孔。在技术条件允许时比较适合采用多轴数控钻孔。在运到工地以后要对螺栓参数进行检验，安装时不能用扳手强行拧入或者用榔头强行打入，拧入的步骤要经过初拧、复拧以及终拧。

. 钢构件的堆放以及选择安装机械地点  通常情况下安装结构的用地面积应为结构占地面积的.倍。依照安装流水的顺序，从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。如果因为运输的原因造成了构件的变形，则在施工现场就要加以矫正。一般钢结构的安装采用的是塔式起重机，臂杆长度要有够的覆盖面，并且起重能力要相应足够，从而满足各种不同部位构件的起吊要求。钢丝绳容量也要能满足起吊的高度要求；起吊速度有足够的档次可以满足安装要求。在多机作业的情况下，臂杆的高差要足够，以避免不安全的碰撞，保证安全运转。各个塔式起重机之间要有相应的安全距离，以保证臂杆与塔身不相碰撞。钢结构比较适用于规整、匀称以及较平的建筑平面，所以安装流水线的布置要因地制宜。

. 油漆工艺流程

.. 基层处理  首先把金属的表面清理干净，然后再做除锈。手工处理先用钢丝刷反复刷打，再用精砂布打磨，使得表面光亮、平滑，然后再用棉纱或者纱布把打磨下的锈粉和浮灰清理干净。如果表面腐蚀严重，则用钢丝刷和铲刀处理，大面积的锈蚀则可以用砂轮机来配合清理。

钢结构在土木工程中的应用第8篇

1.1 强度 一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出了钢结构可使用的材料，比如建筑结构钢要满足CSA标准ASTM standardA992/A992M或者CAN/CSA G40.20/C40.21等相关标准的要求。近几年来，建筑用钢发生了很大的变化，过去的建筑结构所用的抗拉强度以及屈服强度相关数据均摘自于CISC（2006）历史记录，而目前加拿大对于工程结构钢以及普通建筑结构钢的标准定出7个钢种和8个强度级别。根据屈服强度其范围为260~700Mpa。不过并不是全部的钢种都有所有的强度级别，因此如果是一个特定的建筑钢结构设计，那么对钢种类型和强度级别的选择就非常重要。从整体来说，采用钢结构可以减少物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸，最终降低整个建筑的结构成本。

1.2 刚度 振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定，进而由结构体系的刚度来决定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。不过简单说来，构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而普通密度抗压强度在20-40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20-28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40-45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显著的优势。

1.3 延性 延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，地震中幸存的建筑物直接依赖于主要结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构可以说是目前使用最广泛的、韧性最好的工程材料之一。不过材料内在的延性并不一定都会转化为建筑结构的内在延性，因此要充分认识到这一点，采取适当的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。通常一个设计具有延性响应就要有足够的材料截面、材料延性以及结构延性和构件延性。延性值的能力和需求要与变延性水平、曲率延性（构件延性）以及位移延性（结构延性）所匹配。不过虽然钢结构的应变延性比较高，但是因为受弯构件的受力不稳定，所以构件的曲率延性经常不足。

1.4 韧性 衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗缺口部位的不稳定裂纹的扩展。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。钢结构的断裂韧性对于温度条件很敏感，并且随着温度的减小而降低。所以在天气寒冷的地区设计钢结构，首先要考虑韧性。相对来说，低碳铌钢比高碳钢成分钢更能改善韧性。

1.5 整体 由上可知，无论是从刚度、强度还是在延性方面，钢结构都要优于钢筋混凝土，并且钢结构可以比较容易建构出有异国风情的建筑形式，通常钢结构系统可以提供最佳的设计灵活性以及最大的空间利用率。钢结构的另一个优点就是：它还是一个理想的悬臂施工体系。适当的应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔，可以为管道以及其它供电线路提供通道，不仅降低了楼层的高度，而且增加了审美吸引力。钢架像在钢结构中一样，被用来扩展现有的混凝土建筑结构或者增加楼层。在进行施工时，装配钢结构的施工人员要远远少于混凝土建筑结构所需要的人数；与混凝土建筑相比，钢结构的安装以及制作质量都要更加的可靠和简便。并且在修改时，钢结构比混凝土结构更加容易，成本更低，特别是要附加支撑系统时，钢结构可以更加快施工进度。

2 钢结构的缺点

当然，每种材料都不是完美的，所以钢结构的应用和施工也存在着一定的缺点，其主要表现为以下几个方而：

2.1 材料缺点 尽管钢结构的刚度要远远大于混凝土，但是对于一个给定的负载，钢结构的构件截面刚度则要小于与其对比的混凝土结构，这主要是因为钢的强度优势导致其构件的尺寸相对较小。因此要提高这些构件的稳定性，就要增加型钢的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的刚度。并且钢材的耐火性和耐腐蚀性都相对有欠缺。钢材长期受到100度的辐射热时强度的变化不大，表现出一定的耐热性能，但当温度达到150度时，就要采用隔热层进行保护，并且重要部位的钢结构一定要涂刷防火涂料。

2.2 市场环境

2.2.1 设计力量较薄弱 在设计建筑结构时要注意结构的功能要求是不是属于钢结构合理的应用范围。通常在设计较高承载力需要使用钢结构时，要考虑用不适合继续承载的巨大变形为结构设计的极限状态为准则。钢结构有很多节点，要对每个螺丝、垫板以及焊缝进行精确的计算，而且每个专业要一次性到位，所以钢结构的设计要比混凝土结构的设计更复杂，并且图纸也远远多于混凝土结构。

2.2.2 钢结构生产未形成体系 只有在大规模生产的情况下才可以体现出钢结构的优越性。并且目前钢结构的生产标准、价格标准以及质量标准都没有统一，国家标准以及监管机制方面也都有一定的欠缺，因此很多设计师以及开发商都相对比较茫然。

2.2.3 价格问题 由于钢结构的生产未形成体系，因此钢结构的价格比较高。虽然钢产量近年有大幅度的提高，但是人均产量仍然相对较低，钢材仍是我国国民经济中比较贵重的材料，而混凝土的价格优势就体现出来了。

2.2.4 钢结构的使用年限 混凝土结构号称永不损坏，但是钢结构一般的使用寿命只有五十年，如果钢结构用在住宅建筑中，那么人们想到自己花费终身积蓄而购买的房子只能住五十年，会让很多人丧失购买的欲望。不过随着保险业的发展，住宅寿命问题应该相对容易解决。

3 钢结构施工安装要点

整体来说钢结构的施工流程比较复杂，并且建筑的要求不同，在细节上也有很大的差异性。此处列举三点进行简单说明。

3.1 选材与连接 钢材通常分为板材、型材、金属制品以及管材四大类。土木工程中的建筑钢材通常采用普通的低合金钢、优质碳素结构钢以及普通碳素钢等，碳钢的塑性比较低，但是硬度强度比较高。在钢结构中，柱子截面一般多为箱形截面或者宽翼缘“工”字形，另外还有“十”字形截面等等；梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验，定出焊接的格料和各项参数。梁与梁之间、梁与柱之间的连接，可以采取焊接连接或者高强螺栓连接，要注意高强螺栓的连接孔位的精度。制孔主要有两种，一种是精度较高的数控钻孔，另外一种则是精度相对较低的模板制孔。在技术条件允许时比较适合采用多轴数控钻孔。在运到工地以后要对螺栓参数进行检验，安装时不能用扳手强行拧入或者用榔头强行打入，拧入的步骤要经过初拧、复拧以及终拧。

3.2 钢构件的堆放以及选择安装机械地点 通常情况下安装结构的用地面积应为结构占地面积的1.5倍。依照安装流水的顺序，从中转堆场配套运送至现场的钢构件要采用装卸机械把其安置于安装机械的回转半径内。如果因为运输的原因造成了构件的变形，则在施工现场就要加以矫正。一般钢结构的安装采用的是塔式起重机，臂杆长度要有够的覆盖面，并且起重能力要相应足够，从而满足各种不同部位构件的起吊要求。钢丝绳容量也要能满足起吊的高度要求；起吊速度有足够的档次可以满足安装要求。在多机作业的情况下，臂杆的高差要足够，以避免不安全的碰撞，保证安全运转。各个塔式起重机之间要有相应的安全距离，以保证臂杆与塔身不相碰撞。钢结构比较适用于规整、匀称以及较平的建筑平面，所以安装流水线的布置要因地制宜。

3.3 油漆工艺流程

3.3.1 基层处理 首先把金属的表面清理干净，然后再做除锈。手工处理先用钢丝刷反复刷打，再用精砂布打磨，使得表面光亮、平滑，然后再用棉纱或者纱布把打磨下的锈粉和浮灰清理干净。如果表面腐蚀严重，则用钢丝刷和铲刀处理，大面积的锈蚀则可以用砂轮机来配合清理。

3.3.2 涂防锈漆、刮腻子 在涂漆前要保证金属表面的干燥，如果有水份则要立即擦干。施涂时要刷细、刷满、涂刷到位，并且要注意铆孔内不能有涂料涂入。待到防锈漆干燥后，采用和油漆配套的腻子把构件的表面缺陷刮平。可以在腻子中加入适量的红丹粉或者厚漆，从而增加其干硬性。在腻子干燥后要打磨平整，并清理干净。如果堆放的时间太长，则要再做一次涂刷。

3.3.3 涂磷化底漆 磷化底漆包括底漆和磷化液两部分。在涂刷磷化底漆两个小时以后就可以涂刷其它面漆或底漆。通常情况下，二十四个小时后可以用清水或者毛刷清理表面的磷化残留物。干燥后如果表面形成了均匀的灰褐色的磷化膜，则代表已经达到了磷化的要求。

3.3.4 刷涂面漆 刷涂面漆时要多理多刷，油要不流不坠、饱满均匀、色泽光亮一致。涂刷后要及时检查避免漏刷。钢结构的面漆通常需要刷两遍以上，厚度达70微米。

参考文献：

[1]李国强，陆烨，何天森.钢结构在现代住宅中的应用[J].工程建设与设计，2005（2）.

[2]孙生玉.钢结构焊接中的常见问题探讨[J].中国新技术新产品，2009,（2）.

[3]王彩华，吴剑锋，张丽娜.钢结构的腐蚀与防护[J].建材技术与应用，2009,（2）.

[4]胡孜华.浅谈我国钢结构住宅的应用与发展[J].中国建设教育，2007,（9）.

钢结构在土木工程中的应用第9篇

关键词：钢结构 土木工程 应用 发展

中图分类号：TU291 文献标识码：A

在历史潮流的长河中，科技的发展和时代的进步对土木工程建设带来了飞速发展的春天。土木工程遍布了不断创新和进步的历史进程中的各个阶段。在国家大力倡导绿色环保、节能减排的号召下，使用绿色环保、低耗能无污染的建筑材料成为建筑业的人们不断的追求，在此情况下，钢材的出现促进了土木工程建设的飞速发展，给土木工程建设中增添了新的里程碑。本文主要探讨了土木工程建设的现状、以及钢结构技术的优点和施工应用及发展，对土木工程建设事业的发展提供服务。

1 土木工程建设的现状

我国的土木工程建设起步并发展于自从20 世纪50 年代起。在近些年中，土木工程建设的发展达到了高峰时期。于是在这个发展的高峰时期，土木工程建设就如雨后春笋般遍布全国各地公路、铁道、桥梁，高楼大厦、会展中心各种形式的建筑工程如火如荼的开展。在楼房建筑、铁路、公路的高速发展中，我国的桥梁建设也加入世界的先进队伍。

2 在土木工程建设中运用钢结构技术的优点

在我国的现代化进程中，土木工程建设为现代化经济起到了至关重要的作用。若是在土木工程建设中还是使用传统的混凝土，会给建筑物的稳固性上造成冲击。因此，在土木工程建设中钢结构的技术的应用十分必要，将会加强建筑物的稳定性并保障建筑物的质量。

2.1 钢材具有良好的抗压性

钢结构体是由大大小小的不同型号的钢筋组合成的，因此钢结构体也具备钢筋的性质。钢筋的优点是具有良好的韧性和良好的抗压性。由此得之，钢结构体也就具有良好的抗压性。而钢结构体的抗压性在土木工程建设中可以使建筑物的结构更加牢固稳定，具有较好的抗压性。从而建筑物就能更好的抵御雨水的冲击和地震等自然灾害带来的破坏，给人类提供高质量、安全性能高居住交通场所。

2.2 使用钢结构技术具有良好的安全性

在传统的土木工程建设中，混凝土被作为基本的建筑材料。由于混凝土是使用水把水泥粉融到一起使其凝固成一体，所以时间长了之后所建造的建筑物会有裂痕和沉降等出现，工程的质量遭受到严重的影响。而在土木工程建设中运用钢结构技术，能够使裂痕和沉降的现象得到改善，进一步提高工程的质量、增强建筑物的安全性。

2.3 在土木工程建设中运用钢结构技术具有高效的经济价值

在传统的土木工程建设中，混凝土作为建筑的基本材料。混凝土由数种不同的材料混合而成，购买这些原材料需要消耗大量的人力和物力。同时，搅拌、养护、浇筑混凝土的一系列程序也会消耗比较大的经济成本。

3 土木工程建设中钢结构技术应用存在的问题

3.1 钢结构技术应用的复杂性

钢结构技术应用的复杂性主要表现是：可能有多种因素引发钢结构的质量问题，即便是导致的相同的质量问题也可能是不同的原因诱发的，由此可见钢结构的技术应用什么复杂。在设计建筑结构时要注意它的使用范围，要根据钢结构体的具体情况来设计较高的承载力。设计钢结构体，必须要要做到计算的精确性。最好是一次做到位，因为钢结构体的设计极为复杂，图纸繁多。

3.2 钢结构体技术的应用具有严重性

钢结构体技术应用的严重性表现为：一旦在土木工程建设中钢结构体应用不当发生事故，会延长并耽误完成工程的日期；其次，还会致使建筑物的坍塌带来重大的人身伤亡、给企业带来财务损失。从而使建筑的成本增加，造成不必要的经济损失，引发不良的社会反应。3.3 钢结构体技术应用的可变性

钢结构体技术应用的质量问题会伴随着外界环境的变化和时间的流逝而不断地产生变化，并逐步体现质量方面的缺陷。

3.4 钢结构体技术的应用事故的频繁发生性

由于传统的土木工程建设主要是运用水泥，而现在主要采用钢结构体。由于没有对施工钢结构体的合理科学施工方法，会诱发建筑事故的频繁发生。

4 土木工程建设中应用钢结构技术存在问题采取的措施

由于以上种种问题的存在，在土木工程建设中要采取一系列的措施避免建筑事故的发生十分必要。只有在安全施工的基础上才能节省建筑成本，提高建筑物的质量，最重要的是保障施工人员的人身安全性。第一，在选择建筑材料上要引起必要的注意。要选择符合标准且优质的钢材，不能为节省成本选择劣质的材料，最后导致捡了芝麻丢了西瓜、因小失大；第二，要做到土木工程建设合理的监督工程，避免因为工程建设不到位而诱发的建筑事故。从而导致施工过程中人身伤亡和财务损失，最终导致企业的经济价值的减少；第三，加强对管理者和民工的技术培训，增强他们对钢结构体的认识和了解程度，从而使民工在施工时更加熟练，避免没有必要的损失；第四，加强施工时安全意识的宣传。

5 土木工程中钢结构的未来发展

当前, 我国建筑业发展的总目标是: 提高建筑业的整体素质、生产工业与技术装备水平, 达到在国际建筑市场中具有较强的竞争能力, 并充分发挥建筑业在带动国民经济增长和结构调整中的先导产业作用, 到2020 年使建筑业成为名副其实的国民经济支柱产业。建筑业要带动相关产业发展, 加快发展钢结构工程是一个很重要的方面。钢铁和其他材料工业的发展为钢结构行业提供品质优良、规格齐全的材料。根据市场需求, 今后二三年将有一批彩色

钢板生产线建成、热轧H 型钢也将增加一条生产线、大型冷弯机组也在筹划之中。到那时我国能自行生产彩色钢板100 多万吨、热轧H 型钢100 多万吨及冷弯大中型矩形管(方管) 、圆管, 加上现有的焊接薄壁H 型钢、中厚板、薄板及其他建筑钢材, 完全可以满足钢结构行业发展的需要。配套使用的保温隔热、防腐材料、防火涂料、各种焊接材料及螺栓连接件等产品和技术不断创新提高。

钢结构行业将出现一批有特色的有实力的专业设计院、研究所; 年产量> 10* 104t 的大型钢结构制造厂, 有几十家技术一流、设备先进的施工安装企业; 上千家中小企业相互补充、协调发展, 逐步形成较规范的竞争市场。经过10年左右, 钢结构行业的产值将从400- 500*108元发展到1500*108元。

技术不断创新、专业人才脱颖而出。全行业开展课题研究, 总结设计、制作、安装经验, 组织国内外技术交流, 促进钢结构技术不断创新和发展, 钢结构的设计、制造、施工及管理将会有更大的进步。

6 结语

在科技日益发展的现代社会中，铁路、公路、桥梁和建筑物的土木工程建设的发展也极为迅速。土木工程的建设为我国的现代经济建设做出了巨大的贡献。传统的土木工程建设虽曾起了重要作用，为了提高企业效益、增强社会效益，就要顺应时代的趋势。在土木工程建设中引用先进的钢结构技术十分必要。不仅能够提高建筑水平、提升建筑质量，还能节省开支、加强本企业对外的竞争力、增强社会经济效益。

参考文献

[1] 吴焱. 化学植筋技术在土木建筑施工中的应用[J]. 河南科技，2010（22）.