试论钢结构在土木工程中的应用

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。

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