论钢结构在土木工程中应用

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1、论钢结构在土木工程中应用　　摘要：土木工程结构常用到两种材料,即钢筋混凝土以及钢结构。钢结构由于其自身强度高、重量轻、施工速度快、抗震性能好以及节能环保等特点，日益受到社会各界的重视以及业内专业人士的广泛应用。关键词：钢结构；土木工程；特点中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：引言：钢结构由于其轻质高强等多重优点被越来越广泛的应用于土木工程,如建筑住宅和桥梁建造,特别是近年来越来越普遍的用于建设超高层建筑、大跨度及大悬挑结构、工业厂房等,充分显示了钢结构的优越性。一、钢结构在土木工程应用中的优势和特点1、钢结构建材自身性能好7通常

2、来说，钢材是用铁、硅、锰、钛等多种元素以及其他材料所组成的合金。由于合成元素的多样化，钢材具备一般混凝土、水泥以及元素较纯的铁不具备的多种优点。首先，钢材拥有很高的强度与刚度，即很强的承受或容纳作用效应的能力及优秀的抗震动性能。其次，钢材抗震抗压的韧性和延展性也是一般混凝土和水泥所不具备的。尤其重要的是，由于炼制钢材的材料以及元素的多样性，比较先进的炼钢技术还能够根据需要炼制出抗冲击、抗疲劳和韧性好的桥梁专用钢，具有抗高温和氧化特性的耐热钢，以及不锈钢等多种不同用途的建筑专用钢材。2、环保节能将钢结构应用于建筑工程施工时具有污染少、噪声少

3、以及作业量较小等特点，并且钢结构应用时投入少、收益大、方便拆迁，回收利用率比较高，这些优点使钢结构在建材市场上比较受欢迎。随着科学技术的不断进步，钢材的生产率越来越高，性能越来越好，成本也越来越低，所占空间比较小，钢结构在土木工程中的应用大大节约了建筑成本，增大了建筑物内部空间，减少了施工中的环境污染，也因此带来了更好的经济效益。3、用途广，可塑性强由于具有轻便、韧性和耐压等特点，钢结构适用于各种建筑物的施工，特别是一些传统建筑工程很难完成的大空间跨度建筑。比如在剧院、机场以及体育场等比较大的空间建筑内，空间内柱子比较多的话不利于人们在建

4、筑物内的娱乐和工作，而使用钢结构就可以建造没有柱子支撑的大空间建筑。其次，钢材具有可焊接和耐挤压的特点，这使得钢结构能够用于建造一些新型的钢铁建筑。比如著名的法国埃菲尔铁塔，以钢板焊接、连接而成的高层重钢建筑已经成为建筑业中的新潮流。4、施工速度快、安全、质量易保证7在通常情况下，以沙石为基本建材的传统建筑工程会受天气等因素的影响，雨雪天气会直接影响工程施工进度。而钢结构建材是在建材工厂专门合成之后再运往建筑工地投入使用的，因此不受天气原因的影响。其次，钢结构安装还能够与混凝土楼板的施工作业交叉进行，也能够在建筑物外部装修的同时，实行内部

5、钢结构安装。在施工建材短缺的时候，钢材的生产还能够与建筑施工同时进行，钢结构的施工速度要比钢筋混凝土快25%左右。此外，钢材具有韧性、可延性以及抗压性能，这些特性提高了建筑物的质量以及施工的安全性。二、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：材料缺点7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

6、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。设计力量较薄弱（1）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

7、复杂，并且图纸也远远多于混凝土结构。（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。（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。三、钢结构在土木工程中的施工要点1、注重选材与连接7通常将钢材分为板材、型材、金属制品以及管材

8、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，这主要是由于钢的硬度所决定的。梁多数是焊接或者轧制的“H”型钢梁，在安装前要对主要的焊接接头做焊接工艺的试验