论文土木工程施工中钢结构技术，该文是关于钢结构技术本科毕业论文范文跟土木工程施工和钢结构和钢结构技术类论文范本.
【摘 要】随着建筑行业的快速发展,新材料、新工艺、新设备层出不穷,虽然提高了施工效率,但也对施工技术管理提出了高要求.本文以钢结构为例,首先介绍了技术优点和缺点,然后指出土木工程中钢结构施工技术要点,最后结合工程案例进行分析,以供参考.
【关键词】土木工程；钢结构；优缺点；技术要点
在城市化建设的大背景下,土木工程数量增多,钢结构不仅具有良好的技术性能,而且兼具经济性和环保性,因此在工程施工中应用广泛.钢结构是由型钢、钢板组成的钢柱、钢梁、钢桁架等构件,各个构件之间采用螺栓、铆钉、焊缝连接,常用于场馆、大型厂房、高层建筑中.以下结合实践,探讨了钢结构施工技术的具体应用.
1、钢结构的技术优点和缺点
1.1 优点
①抗压性能高.钢材具有良好的刚度和延展性,将其制作成钢结构,能明显提高抗压性能,保证工程结构的稳定性.在恶劣环境中,采用钢结构不仅能抵御自然环境风险,还能延长使用寿命,提高建筑物的整体安全性.②机械化程度高.钢构件的制作、拼装比较简单,可以在工厂内安装,也可以在现场安装.而且,钢构件的成品精度高,方便利用机械设备进行拼装,从而提高作业效率、缩短工期.③自重轻.钢材的强度、弹性模量大,相比于木材、混凝土,钢材的密度和屈服强度比值小,在相同的受力条件下,钢构件的截面更小、自重更轻,能方便运输和安装,适用于大跨度工程项目[1].
1.2 缺点
①负载能力低.和混凝土相比,钢构件的负载能力低,由于截面积小,会影响建筑结构的稳定性.②耐火性差.当温度处于300-400℃之间,钢构件的强度、弹性模量均明显降低；当温度高于600℃,钢构件的强度基本为零.③耐腐蚀性差.钢构件长期处于潮湿环境中,容易发生锈蚀,如果防护措施不到位,会降低钢构件的刚度和韧性,继而发生结构损坏.
2、土木工程中钢结构施工技术要点
2.1 选材连接
目前钢结构材料主要分为型材、板材、管材、金属制品4 种类型,以碳素钢为例,在工程施工中的应用普遍,具有较高的强度、硬度、可塑性.从工程项目来看,柱体截面主要是十字形、工字形、箱形；梁体截面主要是箱形、H 形.选材时,施工企业应该以图纸设计、标准规范、现场环境为准,既能保证工程质量,又能降低造价成本.钢构件在连接时,如果采用高强螺栓连接,要求严格检查螺栓质量,保证连接孔位的精确性；如果采用焊接方式,则要进行焊接试验,从而确定最佳焊接参数.
2.2 构件堆放
钢构件在现场安装时,实际占地面积要大于结构占地面积.受到运输、吊装的影响,如果钢构件发生变形,应该及时矫正,以满足设计要求.吊装时,一般选择塔式起重机,要求臂杆长度能覆盖整个作业范围,起重能力满足实际需要,科学选择钢丝绳的长度和强度,合理确定起吊速度等.此外,如果是多台塔吊协同作业,应该选择好机械安装地点,通过调整臂杆高差,避免作业期间发生碰撞,从而保证施工安全顺利进行[2].
2.3 梁柱安装
对于多跨门式钢架工程,安装梁柱时一般采用中柱、斜梁进行焊接.具体施工中,如此作业容易偏离施工图纸的要求,甚至带来安全隐患.对此,梁柱安装期间,应该严格按照规范流程操作,分析现场施工环境,保证图实相符；如果需要对连接板加宽、加厚,连接时可采用焊接方式.焊接作业时,施工人员应该控制好焊接宽度、厚度,保证外观质量.以箱形柱和十字形柱的连接为例,要求十字形柱深入箱形柱的长度,要大于柱宽+200mm；且上、下接头处均要设置焊接栓钉,过渡段栓钉的间距、列距一般控制在150mm.
2.4 螺栓稳固
钢梁、钢柱在吊装期间,要求钢构件完整无损,还要保护柱脚螺栓.实践证实,柱脚螺栓的位置,直接影响钢柱的定位,位置不准确会降低钢结构的整体稳定性.因此,预埋螺栓时将位置偏差控制在2mm 以内,标高偏差控制在5mm以内；然后由技术人员进行测量复核,确保和设计图纸保持一致[3].施工作业中,保证垫圈方向一致,螺栓的穿入方向一致,重复拧紧超过3次,确保螺栓稳定牢靠.
2.5 表面油漆
钢结构施工完成后,应该及时清理金属表面的杂质灰尘,除锈后涂刷油漆.如果采用人工手动处理,要求施工人员使用钢丝刷摩擦钢构件表面,然后使用纱布精细打磨,保证表面干净平滑.当水分干燥后,及时涂抹防锈漆,要求涂满涂匀,且油漆不能污染铆钉、螺栓等,并对表面缺陷进行处理.涂刷面层油漆时,采用多刷多理方式,确保油漆色泽均匀、不流不坠.油漆涂刷完成后,委派专人进行检查,避免出现漏刷漏涂的部位.
3、工程案例分析
3.1 工程概况
以国内某高校的体育馆工程为例,位于北京市朝阳区,建筑面积共计约3.44 万m2,设计席位1.5 万个.建筑平面采用椭圆形设计方案,分为热身馆、比赛馆两个部分,其中地上4 层、地下局部1 层；上部屋盖采用钢结构体系,属于预应力弦支穹顶结构.具体来说,该钢结构体系包括上部网壳、下部竖杆、径向拉杆拉索、环向拉索组成,具有明确的传力路径.正常荷载作用下,内力经上部网壳传递到下部撑杆上,然后传递给拉索,继而拉索对支座产生反向推力,既能减小结构对梁体的横向推力,又能避免网壳出现变形和位移.
3.2 技术特点
该工程设计期间,采用节能规范设计理念,提高钢结构的保温隔热性能,缩短能源系统的运行时间,实现节能降耗的目标,其技术特点如下：①针对各馆传热系数K 进行严格控制,其中透明屋顶、玻璃幕墙的K 值低于2W/m2?℃,非透明屋顶的K 值低于0.7W/m2?℃,外墙、窗户的K 值分别低于0.8、2.5W/m2?℃.②在大面积窗户和幕墙上,采用可调节式遮阳板,控制阳光照射量.③馆内以自然采光为主,根据规范标准控制窗地面积比值.结合体育馆的使用功能,部分房间无法自然采光,因此采取调控和强化措施.④馆内房间以自然通风为主,将房间的进深、层高比值控制在2.5 以内.⑤钢结构形状特殊,有较多的曲线段,因此平面位置控制、钢结构节点空间位置控制,是测量工作的重难点.
3.3 施工要点
如下图1,是该钢结构体系的施工工艺流程图,施工期间要点总结如下：第一,钢构件制作.从整个施工流程来看,钢构件制作可以在准备环节完成,即在工厂内生产、加工、拼装.当钢构件运输至现场,首先要查看钢材标识,确保符合规格、型号要求.如果出现裂痕、变形等问题,则不能进入场地,应该返厂处理.其次主构件制作时,做好排料处理工作,为了满足钢板拼装要求,要保证主构件的厚度和设计图纸一致.最后在细节处理上,可采用光电跟踪法对误差进行控制,最好控制在1mm 以内[4].切割材料时,要采用特定形状,保证表层光滑,以坡口为例,可以辅助利用磨光机,并对氧化层进行彻底清理.
第二,尺寸标高测量.钢构件在拼装前,应该进行工序交接,要求技术人员对各个定位点进行测量,获得准确的尺寸数据,为吊装作业提供依据.而在标高、轴线测量上,应该按照标准流程操作,将顶面标高、柱距等作为测量要点,严格控制误差.主构件安装时,要清理表面的杂质和灰尘,确定基准定位线的位置,促使构件轴线和定位线相重合,以此控制钢结构的垂直度.竖向钢构件的附加内力大,容易发生侧向位移,要求技术人员分析地基承载力,要处于钢结构的承载范围以内,必要时扩大偏心距离.
第三,高强螺栓安装.钢构件安装完成后,要使用高强螺栓进行固定,首先核查螺栓的规格、数量,抽样检测螺栓的性能质量,确保满足设计要求.其次在安装前,要控制孔位质量,从特定方向穿入螺栓,必要时将垫圈置于螺栓两侧[5].螺栓紧固后,要使用黄油或塑料包裹起来,避免混凝土施工时造成污染腐蚀.最后形成完整的记录,包括钢结构节点上的螺孔、螺栓、加强板、倾斜标记、基准线等,作为竣工验收和运营管理的一手资料.
结语：
综上所述,钢材的抗压性能高、机械化程度高、自重轻,因此钢结构在土木工程中的应用广泛.本文从选材连接、构件堆放、梁柱安装、螺栓稳固、表面油漆五个方面,介绍了钢结构施工技术要点,并结合工程案例进行分析.希望为类似工程的施工作业提供经验借鉴,提高工程质量.
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参考文献：
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