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摘要:在现代土木项目建设的发展中,钢结构是一种具备多种优越性的新型结构形式,其可以有效的解决与改善混凝土构造中很难实现的问题,但同时其也具有一定的不足。所以在土木项目施工中,使用钢结构施工可以使其施工质量和施工效率有效地提高,更可以确保建筑物的稳定功能。本文主要对钢结构在土木工程中的应用进行了分析研究。
关键词:土木工程;钢结构;技术应用
引言
目前,土木工程建筑中钢结构是较为常见的结构形式,与传统的混凝土结构相比较,钢结构具有良好的耐压性、高安全性和成本造价低等特点,所以在土木工程中得到了广泛的应用和越来越多的普及。在土木工程施工中,应必须注意把握的钢结构的技术要点,在钢的选择和把握施工质量和吊装螺栓埋设、焊接等这些比较重要的施工步骤,必须要严格把控钢结构的施工安全,从而提高土木工程的施工质量,保证土木工程质量的安全性和稳定性,推动我国建筑施工技术的可持续发展。
1土木工程中钢结构的特点
1.1强度选择
土木工程中钢结构的运用让物资应用有效的减少,使项目构造自身重量减轻,减小地基的尺寸的关键方法,往往钢的本身强度直接影响到项目结构部件的承受能力,在以前的几十年里,土木项目用钢的强度也在产生相应的改变,以前能够依据有关国家规范实施选择能应用的材料,现在加拿大对于土木项目中的钢结构有定出了7个钢种与8个强度级别的钢材料,假如在一项特定的土木项目工程中,我们需要特制的建筑构造用钢,那么选择钢种和钢强度就非常关键了。
1.2刚度
由构件的刚度来决定振动、变形等适用性参数,进而由构造系统的刚度来决定。又由其构件与连接件的分布来决定结构系统的现实刚度。不过通常而言,由材料的几何截面特点和材料的弹性模量来决定构件的刚度,结构钢一般为200GPa的弹性模量。而一般密度在20-40Gpa区域内的抗压强度,混凝土其弹性模量一般在20-28GPa区域;就算对于高强度混凝土而言,其也不过在40-45GPa之间的弹性模量,由此可见,钢结构的钢性是混凝土的10倍或者5倍左右,因此钢结构的刚性有着明显的优势。
1.3延性
钢材相对大的伸长率,能够达到15%,而且依据要求,抗拉强度能够高于屈服强度20%,这样具备非常好的延性,就能够运用材料屈服后的塑性变形能力,把材料潜力挖掘出来,节省造价,降低成本,在抗震方面钢结构的延性可以吸收能量、消耗能力,从而经过结构、延性提高方面来使其抗震防风能力大大提高。正是由于其优良的延性,其正常应用状态中有关位移的要求可比混凝土要求合理放宽。
1.4韧性
钢结构的韧性是指当建筑物在受到外力的影响之下,发生断裂、破损情况时,纲结构自身的抗变形和吸收外力能力就是钢构造的韧性。尤其是在外力的破坏以下,建筑物没有优良的韧性是容易发生建筑事故,而钢结构的韧性是特别强的。
2土木工程中的钢结构施工技术要点
2.1钢结构材料的选择和连接
钢结构施工首要工作就是将选择好的刚才进行连接。钢结构大厦的材料主要分为板材、型材、金属制品、管材这四种材料组成,不同构造位置所使用的类型和材料类型的选择根据设计图纸;此外,不同类型的钢结构制造也是不相同的,在土建工程施工中,大多数的选择是碳钢低塑性材料,但具有良好的硬度和强度,可以达到大多数建筑工程施工强度的标准;掌握和熟悉钢铁材料的结构特点,一般最常见的柱截面为工字形和“十”和箱子的形状,此外还较为常见的“H”型,如复合材料截面形状也很常见。在钢材料的选择中,应考虑钢的类型、材料和形状,选择符合土木工程的钢结构材料,以满足不同结构构件的需要。选择材料后,可在交货前和焊接过程中进行焊接试验,并进行结构承载试验,检验钢结构材料的质量,保证结构的质量。
2.2吊装与螺栓技术
钢材准备完毕后,将进行钢结构的施工。第一步,有必要把钢材输送到相应的零件上。我国许多民用建筑都是高层建筑,在钢结构施工中必须采用吊装技术。建筑工程施工中主要分为钢梁吊装和钢柱吊装这两种吊装方式。在吊装过程中,我们之前必须再三确定吊装方案的安全性和可行性,必须做好安全措施以防万一,并安排运输按照制定的线路和方案进行;钢柱吊装的吊装方式虽然和一般的吊装方案一样能的,但在吊装过程中应特别注意钢柱螺栓的保护,杜绝在吊装过程中出现碰撞和松动掉落的现象出现。另一个重要的技术是将嵌入式技术。地脚螺栓的位置是根据钢结构的定位、嵌入式地脚螺栓应特别注意减少误差和实际施工设计图纸,在正常情况下,预埋螺栓标高误差不超过5mm,位移误差不超过2mm螺栓;保持相同的方向和确保正确安装;固定螺栓应严格按照标准规定进行三步骤拧紧,以确保螺栓固定,保证其吊装的安全性杜绝安全事故发生。
2.3钢结构焊接技术
在确定钢结构施工和相应部位的钢材后,不同部位的交货、安装后,钢结构施工中最主要的是焊接工作,焊接工作的结束代表钢结构施工的完成。钢结构的焊接技术,我们应该特别注意以下几点:(1)做好前期准备工作,在焊接过程中正式焊接,焊接人员不能移动,焊接所需的材料和工具,在焊接工作之前提前做好准备,安全保护措施也必须如此;(2)焊接人员必须证明。用最好的技术,丰富的经验,能处理焊接工作,可以熟练灵活的处理外部因素引起的不良影响;(3)焊接过程中应仔细检查每个焊接作业,主要检查焊缝,保证其干净,将一些多余的焊料清除,避免对下一个阶段的影响,焊接完成后,检查当前的形式是符合预期的要求,检查是否存在焊接变形,焊接工作的逐步完成。
3提高土木工程施工中钢结构技术的措施
3.1质量监控措施
建立一支专门的安全管理队伍,从事以下安全管理工作:按施工图纸和技术文件的规定,检验工程质量、及时填写有关记录、监督施工过程中的质量控制情况,发现质量问题有权制止、行使质量否决权、负责对特殊过程上岗人员的监督、检查不合格品;纠正和预防措施的实施及检验和试验状态的标识和保护、正确填写有关质量记录、全面负责值本工程的安全生产工作、贯彻落实安全规范及上级各种安全文件、领导和组织开展各种形式的安全教育;随时检查、消除不安全因素、组织安全检查工作、针对工作人员的安全生产的宣传教育、组织安全管理人员和施工班组座谈会、制定改进措施等安全管理和监控工作。
3.2准备工作
就该钢结构工程施工管理过程中的技术准备工作来说,施工难度大,技术含量高,且与土建交叉施工。为了确保工程按期完成,应做好一下几点:(1)严格按项目法施工要求组织施工,建立健全各项规章制度、岗位责任制及项目组织机构。(2)组织项目技术施工人员充分熟悉图纸,编制科学合理的施工方案,切实可行的作业指导书并做好技术交底工作。(3)推行全面计划管理,保证合格构件按计划及时进场。以每周计划为节点,执行好每日生产协调会、周技术协调会制度,加强计划实施的严肃性。(4)充分利用施工作业面,立体交叉作业同时进行,大力推广新技术提高工效。除此之外,加强质量管理,各分项工程一次成优,以高质量确保高速度,加强安全管理,确保施工安全。
就该钢结构工程施工管理过程中的现场准备工作来说,应该做好一下几点:(1)材料进场通道要完善,临时施工通道准备就绪,构件进场与堆放场地应规划完成,综合考虑便于构件的卸载和倒运,应尽量减少二次倒运的距离。(2)合理设置材料堆放场,以便构件的卸车和吊装。(3)应根据甲方或总包提供的办公用房,或生活设施,组建工程项目部相应的办公室,施工人员的食宿设施。除此之外,根据现场规划,确定仓库用房,配电箱等设施。
3.3其他方面
对于高处作业等的管理,应该做好其安全防护措施,比如:由于钢结构工程施工时活动范围比较大,应选取带有速差自控器的安全带;对于安装使用的工具,比如:扭矩扳手等,应该配有安全保护绳,以防止工具坠落砸中过往人员;在需要用火的环节,应该准备好灭火器,并设让专人进行看火,并且要在其下方配备接火花斗等。另外,对于钢结构工程施工管理工作中的现场用电管理,也是必不可少的。管理人员应该严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》对现场用电进行管控。对于机械设备必须执行保护接零和重复接地的保护措施。在工人下班后由专业电工对施工现场检查临时用电,关闭电源等。
结束语
综上所述,钢结构的特性,使其在建筑行业中的使用更加普及。其在土木工程施工中的使用是一项具有变革意义的举措,钢结构在建筑业中的使用已经较为成熟,变得更加科学化和合理化,不但提高了建筑工程的施工质量,也同时保障了较低的材料成本,为建筑业的发展迎来了新的契机。钢结构的使用必定使得建筑工序简化、建筑工程质量不断提高,使得建筑业发展的更快更好。
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