时间：2023-07-09 08:56:13
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关键词:土木工程;钢结构;使用
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：
1在土木工程中钢结构的主要优点
在现代化社会发展的过程中，如果还是采用传统的混凝土施工方法，在结构的稳定性方面将会受到影响。所以为了适应时代的发展，对土木工程结构进行了调整。钢结构是利用各种不同型号的钢材组成结构体，将会增加建筑的稳定性。在土木工程中，钢结构的应用是非常的多的，它有建设周期短外形美观、跨巨大自重轻，抗震性能好等优点，这主要是因为钢结构的特点决定的。
1.1钢结构的强度
材料的强度主要是由材料的承受能力和材料的使用效果决定的。 在土木工程中使用钢结构是由于钢结构的构件的性能决定的。土木工程中使用的钢结构一定要符合国家的相关标准。土木工程选择钢结构而选择钢筋混凝土结构，采用钢结构可以降低物料的损耗，减轻结构重量，降低整个建筑的结构成本。使得施工的企业可以在一定程度上获得更高的经济利益。
1.2钢结构的刚度
结构在使用后会不会出现振动和变形的情况主要是由于构件的刚度决定的，构件的刚度又是同构件与连接件的分布决定的。在土木工程中，钢结构的刚度是比钢筋混凝土的结构有很明显的差别的，钢筋混凝土的刚度比钢结构的刚度小很多，所以土木工程选用钢结构更加能保证工程的施工质量。
1.3钢结构的延性 。因为钢结构是由不同型号的钢材组合而成的钢构体，所以在整体上具备了钢材的性能。钢材本身具有很好的韧性，所以抗压性能特别好。那么在土木工程中，应用了钢筋网作为加固结构，改善了建筑的结构性能，具有很强的抗压性，并且针对地震等自然灾害，具有很强的防御功能，正是利用了钢材的延性。
材料的延性是指材料在拉伸的过程中会不会出现变形的情况，在一般的结构中，延性的设计主要在抗震的设计中比较常见，因此，延性也是地震设计中一项重要的参考依据。在地震中，幸存的建筑物的设计结构的延性都是非常的好的。钢结构目前是使用非常广泛的，而且是延性很好的施工材料。在土木工程的施工中，一般都会出现很多钢结构的建筑，这也是钢结构可以大量使用的前提。
1.4钢结构的韧性
建筑材料的韧性通常表现为材料在制造、安装和使用的过程中可以承受的多大的变形力的作用，钢结构在安装的过程中可以承受非常大的力的作用，这也是钢结构可以大量使用的一个前提条件。钢结构在安装的时候通常会进行必要的弯曲、打孔和剪切，在钢结构受到这些力的作用的时候，通常是很少会发生变形的韧性也会受到温度的影响，所以，生产企业一定要选择好材料进行钢结构的生产。
1.5安全性。在过去的土木工程中，使用混凝土作为主要的施工材料，在使用之后都会发生不同程度的裂缝和沉降等现象，严重的影响了工程的质量。但是使用钢构体作为主体，可以有效的改善裂缝和沉降等病害，提高了工程的性能。
1.6 经济性。在过去的工程中大量的使用混凝土作为施工材料，而混凝土是由多种原材料组合而成的，所以需要耗费大量的精力和财力来购置这些原材料，并且在混凝土的拌和、浇筑、养护等一系列的过程都会耗费大量的成本。使用钢构体作为主要材料，在结构上更加的简单，同时还降低了大量的成本，为施工单位创造了很高的效益。
2、土木工程中钢结构的缺点
虽然钢结构具有很多的优点，但是事物都不是完美的，有优点就一定会有缺点存在，钢结构在应用和施工的时候会出现一下几方面的缺点。
2.1钢结构材料方面的缺点
虽然在一定程度上，钢结构的刚度是大于钢筋混凝土的，但是在某一个特定的条件下，钢结构的刚度是要小于钢筋混凝土的刚度的，之所以会出现这种情况，是由于钢结构的构件的尺寸影响的，所以，钢结构的生产企业一定要重视构件尺寸的问题。
2.2钢结构设计方面的缺点
在进行钢结构的设计的时候，一定要根据实际要进行的工程进行参考，要使的钢结构的功能要求符合正在进行工程的建筑的结构的要求，设计的人员在设计的时候一定要从实际的情况出发，不能根据自己的想象去进行不符合实际的结构的设计，这样设计出来的钢结构在使用以后，也不会达到预想的使用效果，可能有些钢结构根本就无法进行施工。所以，设计的人员在设计钢结构的时候，一定要进行综合的考虑，设计出来最好的产品。
2.3钢结构的使用年限方面的缺陷
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土木工程中钢结构施工的要点
整体来说，钢结构的施工流程是比较复杂的，并且建筑的要求不同，在细节上也有很大的差异性。
3.1钢结构的选材与连接
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，定出焊接的材料和各项参数。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。
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该比结构占地面积要大。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，臂杆的高度要足够，以避免不安全的碰撞，保证安全运转。
3.3钢结构油漆工艺的流程
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。在涂漆前要保证金属表面的干燥，如果有水则要立即擦干。在涂漆的时候，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。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。
结语
钢结构具有多种优点，在现代土木工程建设中，施工单位在应用钢结构技术的时候，应该把钢结构与混凝土技术加以融合，加强建筑的效果。另外，钢结构在安装过程中要注意焊接的技术，遵循操作程序，保证焊接牢固。最后，钢结构施工过程中要注意安全施工的管理。总而言之，要规范好各种操作程序，让钢结构在土木工程建设中发挥其应有的效用，建筑出高质量工程，促进城市的发展。
参考文献
[1]李国强.钢结构在现代住宅中的应用田.工程建设与设计，2007.
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
通常来说，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
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
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。
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
通常将钢材分为板材、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，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，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。
钢结构的储存
目前，在建筑施工中普遍执行的安装结构的用地面积是按照结构的占地面积的1.5倍来执行的，按照安装的流程进行堆放，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。
3、油漆涂抹的技术进行油漆涂抹是钢结构施工的一个重要步骤，主要可以分为以下几个步骤进行施工：
（1）进行基层处理
进行油漆涂抹的工序之前，要将金属表面清理干净，做好除锈工作。如果面积相对不大，可以采用人工除锈的方式进行清理，但是出现腐蚀现象严重则可以使用钢丝刷和铲刀进行处理，而一旦出现大面积的锈蚀则可以用砂轮机来配合清理。
（2）防锈漆的涂抹
在对基层进行处理完毕后，保证表面的干燥后可以进行防锈漆的涂抹，在涂抹的时要仔细、认真、涂刷到位、均匀，尤其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。要想提高其干硬性，则可以在涂抹的过程中加入适量的红丹粉或者厚漆。
（3）磷化底漆的涂抹
磷化底漆是油漆涂抹的关键，在涂抹磷化底漆后的两个小时候才可以进行底漆的涂抹，在涂抹完成底漆后的24小时之后要对其表面残留的磷化物进行清理，其涂抹完成的标准是在其干燥后的表面形成了均匀的灰褐色的磷化膜。
（4）涂面漆的涂抹
最后一个步骤是刷涂面漆，刷涂面漆的标准是多理多刷，而且要保证油漆不流不坠，是一项技术难度很高的工作，而且在涂抹的过程中要保证色泽光亮一致，在涂刷的过程中及时检查，避免遗漏。一般情况下，钢结构的面漆都要刷两遍以上，厚度要超过70微米。
结束语
总而言之，钢结构本身具有十分优良的性能，极大地降低了建筑物的施工成本，提升了建筑物的质量水平，也因此被各种土木工程建设项目所欢迎，不但出现在桥梁、机场等大型建筑中，在小型住宅中也经常使用。因此，钢结构在我国建筑业中有很好的实用性和广阔的市场前景。我国钢结构的工程应用研发还处于初级阶段，应该不断加大对钢结构土木工程应用技术的研发，不断培养有效的钢结构技术人才，使我国钢结构在土木工程中的应用技术越来越成熟和完善。
参考文献
[1]林忆辉.论大型建筑钢结构施工中的问题和对策[J].华章，2011，(7)．
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
关键词：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。
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。
Abstract: Civil engineering structure used to two kinds of materials, such as reinforced concrete and structural steel, for civil engineering, not only from the view of structure characteristics, but also consider the construction cost effectively and the construction validity. The analysis of the steel structure in civil engineering features, and briefly expounds the key points for the construction of steel structure.
Key words: steel structure; civil engineering; application
中图分类号：S969.1 文献标识码A 文章编号
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。
摘要：钢结构是世界早期工程结构中最先使用的结构类型之一，由于钢结构具有强度高，自重轻，施工速度快，抗震性能好等优点，一直是被广泛采用的一种结构，随着我国城市化的快速发展以及我国钢产量跃居世界前列，建筑钢结构在综合经济效益方面和抗震能力上的优点，发展钢结构建筑已成为土木工程建设的一项基本政策。
关键词：钢结构土木工程强度高重量轻耐热性
钢结构是世界早期工程结构中最先使用的结构类型之一，由于钢结构具有强度高，自重轻，施工速度快，抗震性能好等优点，一直是被广泛采用的一种结构，随着我国城市化的快速发展以及我国钢产量跃居世界前列，建筑钢结构在综合经济效益方面和抗震能力上的优点，发展钢结构建筑已成为土木工程建设的必经之路。
1、土木工程中钢结构的特点
钢结构是以钢材（钢板和型钢等）制作的结构，在工程中钢结构得到广泛应用和发展，是由于钢结构与其他结构相比具有下列特点。
1.1 材料强度高，重量轻
钢的密度虽然较大，但强度却高得更多，与其他建筑材料相比，钢材的密度与屈服点的比值最小。在相同的荷载和约束条件下，采用钢结构时，结构的自重通常较小。当跨度和荷载相同时，钢屋架的重量只有钢筋混凝土屋架重量的1/4~1/3，若用薄壁型钢屋架或空间结构则更轻。
1.2 钢材材质均匀，可靠性高
钢材的内部组织均匀，非常接近匀质体，其各个方向的物理力学性能基本相同，接近各向同性体；且在一定的应力范围内，处于理想弹性工作状态，符合工程力学所采用的基本假定。因此，钢结构的计算方法可根据力学原理进行，计算结果准确，可靠。
1.3 钢材的塑性和韧性好
钢材质地均匀，有良好的塑性和韧性。由于钢材的塑性好，钢结构在一般情况下不会因偶然超载或局部超载而突然断裂破坏；钢材的韧性好，则使钢结构对动荷载的适应性较强。良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。钢材的这些性能对钢结构的安全可靠提供了从分的保证。
1.4 工业化程度高
钢结构构件在工厂制成，能成批大量生产，便于机械化制作，生产效率高，速度快，成品精确度较高，质量易于保证，是工程结构中工业化程度最高的一种结构。采用工厂制造，工地安装的施工方法，可缩短建设周期，降低造价，提高经济效益。
1.5 钢材具有可焊接性
由于建筑用钢材具有可焊接性，使钢结构的连接大为简化，可满足制造各种复杂结构形状的需要。但焊接时产生很高的温度，温度分布很不均匀，结构各部位的冷却速度也不同。
1.6 密封性好
钢材的不渗漏行适用于密闭结构。钢材本身因组织非常致密，当采用焊接连接，甚至铆钉或螺栓连接时，都易做到紧密不渗透。因此钢材是制造容器，特别是高压容器，大型油库，气柜，输油管道的良好材料。
2、钢结构在实际土木工程中的应用
根据钢结构的特性及其优缺点，其合理的应用范围如下：
2.1 重型工业厂房的承重骨架和吊车梁
重型工业厂房的特点是荷载大，房屋高，有的还受温度作用或设备的振动作用及大承载吨位吊车作用（例：有的达440t）。
2.2 大跨度建筑的屋盖结构
钢材轻质高强，可以跨越很大的跨度。结构跨度越大，自重在全部荷载中所占的比重也就越大，减轻自重可以或得明显的经济效益。因此，钢结构强度高而质量轻的优点对于大跨度建筑结构特别突出（例如：公共建筑中的体育馆，大会堂，影剧院等）。
2.3 高耸结构
钢结构常用于较大的无线电桅杆，微波塔，广播和电视发射塔架，火箭发射塔等。由于将结构制造，施工方便，特别是其构件截面小，可大大减少风荷载；自重轻，可大大降低基础工程造价，取得更大的经济效益。
2.4 大跨度桥梁结构
跨度较大，重载的铁路和公路桥多采用钢结构。1968年建成的南京长江大桥，为铁路公路两用双层桥，钢梁共10孔，其中有9孔为3m*160m多跨连续桁架，采用了16Mnq低合金钢。1991年建成的跨越黄浦江的上海市南浦大桥，总长8346m，主桥为双塔双索面斜拉桥，全长846m，采用钢梁与钢筋混凝土板相结合的组合梁结构，中跨跨长423m，是我国已建跨度最大的斜拉桥。
2.5 多、高层建筑结构
高层建筑采用钢结构与采用混凝土结构相比具有下列优越性：
（1）钢结构自重轻。高层钢结构自重一般为高层钢筋混凝土结构自重的1/2~3/5；
（2）钢结构材料强度高。与钢筋混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑有效使用面积。
3.结语
综上所述，钢结构凭借自身的各方面优点，在土木工程建设行业中占据重要地位并且逐步发挥其自身的巨大优势，所以，未来钢结构必有更为广阔的发展空间。
参考文献：
[1]GB50017—2003 钢结构设计规范.中国计划出版社，2003
[2]GB50068—2001 建筑结构可靠度设计统一标准.中国建筑工业出版社，2001
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
一、土木工程中钢结构的特点
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，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。
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。
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。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。
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。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。
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：
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。 2、 市场环境 （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。
（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。
(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。
（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。
三、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。 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。
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。
3、 油漆工艺流程 （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。
(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。
(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。(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。
四、建筑钢结构的稳定性设计 钢结构的稳定性设计、在各种类型的钢结构中，由于结构失稳造成的伤亡事故时有发生、为了更好地保证钢结构稳定设计中构件不失稳定，保证工程质量及使用安全，有必要对钢结构的稳定性设计进行详细探讨。
1、钢结构稳定性的概念。钢结构强度小或失稳都会造成结构破坏，构件所受外部荷载与结构内部抵抗力间是不稳定的，关键是找出这一不稳定的平衡状态，避免变形急剧增长而发生失稳破坏。 2、钢结构稳定性设计要点。在符合钢结构设计的一般原则前提下，要保证钢结构的稳定性还需满足以下条件：
（1）钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性要求整体考虑，目前钢结构大多是按照平面体系进行设计，如桁架和框架、保证平面结构不出现平面外失稳，要求平面结构构件的平面稳定计算需与结构布置相一致，如增加必要的支撑构件等。
（2）实用计算方法所依据的简图与结构计算简图保持一致中层或多层框架结构设计框架稳定分析通常是省略的，只进行框架柱的稳定计算、由于框架各柱的杆件稳定计算的常用力法、稳定参数等是依据一定的简化典型情况或假设者得出的，因此设计者要能保证所有的条件符合假设时才能应用。 五、建筑钢结构设计
1、基本原则。建筑钢结构的设计必须符合一定的原则，确保所设计的结构合理，安全可靠。
2、设计过程。
（1）收集资料：钢结构设计过程的前期准备工作首要的就是要收集相关资料，包括各种环境资料、相关规范和标准等、目前我国实行的是《钢结构设计规范》GB50017-2003其次，还需要了解结构设计的习惯做法，根据以往的设计经验找出最优设计方案。
（2）确定结构体系、柱网：钢结构体系的确定主要考虑两个方面:横向结构系统和纵向结构系统。
3建筑钢结构的优势与不足
（1）钢结构的材料优势。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的，因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合，有助于提供设计施工的精确性。
钢结构在建筑上的应用优势。钢结构所具备的上述特点使其在建筑应用上具有砖混结构、混凝土结构所没有的独特优势。
（3）钢结构的不足。钢结构因其优势而得到广泛应用，受压时为了在强度与稳定之间取得最优，往往满足了稳定的要求，而使得强度不能充分发挥等。
4建筑钢结构设计中应注意的问题
（1）钢结构住宅的设计。钢结构住宅有低层和多层之分、低层一般用于别墅，而多层用于公寓、钢结构住宅抗震性能受结构布置规则性影响、因此，其平面布置应力求规则、对称、不规则布置在地震时容易遭到损坏。
5、钢结构稳定性设计的经验。
（1）借助于计算机技术和相关软件的发展，目前钢结构设计中结构和构件的平面内强度及整体稳定计算可由计算机辅助完成，而由设计者对结构和构件的平面外强度及稳定计算，进行分析、计算和设计、为了提高效率和提供方便，在设计时可将整个结构按标高进行分解，简化成不同水平荷载作用下的多个布置形式的结构体系来进行强度和稳定的计算。
（2）受弯钢构件的板件局部稳定可以通过几种方式实现:①限制板件宽厚比，使之达到屈曲的极限承载能力，不在构件整体失效前屈曲；②允许板件在构件整体失效前屈曲，然后利用其屈曲后强度达到构件的承载能力；③对梁设置横向或纵向加劲肋，以解决不考虑屈曲后强度的梁的局部稳定问题。
（3）轴心受压构件和压弯构件局部稳定也可通过两种方式实现，分别是控制翼缘板自由外伸宽度与其厚度之比和控制腹板计算高度与其厚度之比，如果受压构件为圆管截面，则应控制外径与壁厚之比。综合考虑各方面的因素加强对结构的整体稳定、局部稳定以及平面外稳定的设计，克服结构设计缺陷，避免出现失稳事故，加快钢结构应用领域的发展。
参考文献：
[1]黄友江，钢结构的稳定设计分析[J].黑龙江科技信息，2009 [2]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）.
[3]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）.
关键词：轻钢结构； 煤矿地面建筑 ；优势
Abstract: The coal mine ground building some traditional is not suitable for the current development of coal mine, this paper is to address the light steel structure on the ground buildings in the problems of the light steel structure has conducted a series of research, but also a combination of the advantages of light steel structure and the buildings on the ground to carry on the analysis of its application in construction.
Key words: light steel structure building advantage of surface coal mine
中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）1-0020-03
1引言
轻钢结构随着社会的发展也逐渐的被大家所熟悉，而且，轻钢也在继续发展中，这就给其在地面建筑中的应用带来了许多优势。与此同时，建设部在《中国建筑技术政策》中也明确指出，要大力发展钢结构，加速推广轻型房屋结构体系。但在煤矿地面建筑中，仍然采用的是传统的结构形式，已严重影响了煤矿建设的发展。所以，为了煤矿事业的发展，在煤矿地面的建设中使用轻钢结构势在必行。
2简要叙述轻钢结构
作为新型的被推出的一种结构，轻钢结构主要是用经济型的材料作为它的承重结构，在它的周围用那些轻质墙体材料、楼面材料及屋面材料来进行围护，不同于其他的建筑结构体系，它在以下几点具有着很大的优势：
2.1有很好的抗震能力，可以协调变形
因为轻钢系统在周围的防护上采用的是轻质墙体材料、楼面材料及屋面材料，所以就造成了整体结构的质量很轻，如此一来，地震对它的影响也就大大减小了。并且钢材的强度高，延性好，轻钢结构可充分利用钢材的这一特征，优化轻钢结构中各个构件的协调变形能力。这样一来，在安全性能上，轻钢结构就占有了很大的一部分优势。
2.2.对于建筑空间上的布置较为灵活
在布置空间中的活动比较灵活，为了满足建筑者的各种要求，它可以进行不同风格的布置。由于煤矿地面建筑的墙体不是承重墙体，所以在房间的分割和改造方面可以更加灵活。用一些比较轻型的材料来建造地面建筑外面的墙和房顶，这样看起来会更加漂亮，能起到美化厂区的作用。
2.3缩减工期
煤矿上的建筑用普通钢材施工时，需要大型的机械操作，这就需要占用很大的操作空间，并且在时间上紧张的比较慢。而用轻钢结构建造时一般是用干法施工，不会有什么太大型的机械，所以在安装上就会省下很大一部分的精力，装配化的程度也很高，这就在质量问题得到保证的同时可以很快又方便的施工完毕。相对比来说，轻钢结构体在煤矿地面建筑施工中有效的缩短了施工工期。
2.4建设的成本大大降低
因为在现场加工时，采用的都是轻钢结构，所以，所生产出来的产品都比较标准和比较规模，比起传统结构费时费力成本高的方法来，这种办法带来的效益会更大。煤矿企业在不断的节能减排时期，从地面建筑的耗材上降低生产成本，是不错的选择。
2.5变形缝的设置也在减少
因轻钢结构特殊的结构构造，当建筑物过长或过宽时，轻钢结构可满足建筑物对温度和沉降等的要求。如此一来，在传统的构造方法上花费在变形缝上的精力在轻钢结构上就会大大减少，节省了所需花费的同时还减少了工作量。
2.6带来很好的经济效益
由于轻钢结构所使用的构件很小而可以节省出来很大的空间以至于房屋的面积得以增加。另一方面，轻钢结构的重量轻，对煤矿建筑采用轻钢结构，可降低地基和基础施工的费用。除了这些以外，轻钢结构还有很多的优点，比如，耗能较低、对投资的周期较短、隔热性能很好所以可以保温等等，还有它所带来的经济效益也很好，它的经济跨度很大，这些在一些超高的结构中会有更加好的表现。
2.7可回收，较为环保
因为这些轻钢所使用的材料都能进行回收利用，所以这在很大程度上减少了资源的浪费。
在设计上其实轻钢与传统钢结构并没有什么不同，只不过是在用材上有些不同而已，所以它们并不能很明确的划分出来，一般情况下，我们所说的轻钢结构就是指那些在外墙和屋顶使用轻型钢的结构而已。
3有关轻钢结构的体系
3.1有关于支承方面的体系
我们可以把建筑房屋的特点分为平面框架、空间框架、门式框架、排架和框架―排架等支承体系，这些都是根据那些房屋所要求的特点或层数来进行划分的。对于跨度较大的单层的建筑来说多采用排架结构或者门式钢架来作为建筑中的支承体系。而且在这两种方法中相比，还是门式钢架比较广泛，这是因为相对来说，门式钢架所需的断面很小，在安装的时候也是很快就可以完成的，这种钢架的花费也是很低的，最重要的是，在真正用于建筑上的时候，这种方法能更好的将钢架的优良性能挖出来。当房屋是2层和2层以上时，且其跨度较小，或者房屋顶层需要很大的空间时，对于此类建筑房屋，一般采用框架一排架结构或者框架结构。当轻钢结构的支承体系是平面框架结构时，在设置的过程中，要注意加强个框架之间的联系，这样便于保证房屋的整体性。当然还有一些建筑时单层和多层联合起来的房屋，这时候，就要综合考虑所有的因素来将钢架的刚度进行增加，这样就会使房屋结构看起来更协调。
3.2有关楼面方面的体系
为了更好的增加建筑的稳定性，就要在使用轻钢结构的时候多加注意在楼面体系中的那些强度和刚度。而且，也能减轻一些楼面的重量，这样，施工的速度大大的增快了。但是在实际施工的时候就会有以下的几种形式：①钢板楼面；②预制板叠合楼面；③现浇混凝土组合楼面；④现浇钢筋混凝土或轻骨料、加气混凝土楼面。在建筑房屋中采用这几种楼面时，都应采用有效措施保证楼面梁和楼面板之间的连接。同时，要了解并充分利用以下几点：①在采用钢板楼面时，由于钢板楼面自身的特点，平面刚度小，楼面的刚度和强度不够，需通过增加楼面的水平支撑来加大其刚度和强度。②使用过程中所用的成本很低，而且建筑的时候比较方便，还有就是用这种方法不用使用模板。③能作为永久模板的就是现浇混泥土而成的模板，这样一来楼面的整体的重量也可以大大减少。④对于一些楼面的功能是很好的，但是它本身的重量是很大的，比如说现浇铸的钢筋混泥土或者是那些轻骨料，加气混泥土的楼面，所以一般是不采用的，而用预制板叠合楼面来代替，这些是那些楼面相对载量较小的。对于载量大的就用现浇钢筋混凝土楼面。
3.3有关围护结构的体系
在周围的防护上采用的全是轻质的材料，所以可选的有以下几个：太空板、彩色压型钢板、压型钢板夹芯板、石棉水泥波形瓦等。墙体的选择就要选能与主体相连接的轻质型的材料。这样墙体与防护体连接的才能顺利，保持结构的稳固性。
4在煤矿的地面上所有的特点
一般来说对于煤矿上的地面建筑可以分为工业建筑物和行政、生活建筑物这两个部分。对于行政、生活建筑物而言，由于其功能要求多且楼层高，多是采用高层钢筋混凝土框架结构，而该类建筑物在煤矿地面建筑物中占的比例不大，多是工业建筑物。在煤矿地面上的建筑一般来说都会有很多的特点，对于这些特点来说就要要求建筑的时候在结构上采取的形式也是多种多样的。对于那些大量消耗能源的同时对周围环境也造成影响的传统结构来说，还是一项非常费时间效率慢的结构，所以它注定了被淘汰。
5轻钢结构的应用
通过以上种种轻钢结构的优点来看，可见它是非常适合煤矿地面建筑的，它的优势是非常大的，拿副井井口房来说，采用传统结构的话会使建筑容易变形，影响对煤矿的开发，但用轻钢结构就不同，它可以很好的解决这种问题。在轻钢材质的使用过程中，因其本身的重量问题，能有效协调建筑变性的能力，如在机修车间的应用，这种情况下只是对地基进行了一些很小的处理就能非常好的保证煤矿工作安全的行进。而且成本还很低，通过多年的工作经验可以发现轻钢结构体的成本比普通钢可节省一成的费用。
6结语
轻钢结构体最初应用于广大的工民建工程中，近年来才在煤矿地面建筑上大量的应用，取得了良好的效果。一般认为，钢结构的防火和防锈功能相对较弱，但随着先进的防火材料及防锈涂料的研制、开发并投入市场，相应的施工技术和设备的不断完善，钢结构的上述不足都将得到较好的解决，这为轻钢结构在煤矿及各行各业的推广和应用提供了坚实的基础，更为重要的是人们在思想上对轻钢结构体系的优点有了充分的认识，以轻钢结构体系为主体的煤矿地面建筑必将成为今后高效、快捷建设煤矿的主流。在煤矿开发地面上的建筑结构上采用轻钢结构可以为开发煤矿带来很大的方便，它的应用也是越来越广泛。但是，它还是有它的不足之地的，在这些地方还需要更加努力的去研究来加以解决。
参考文献
[1]阴继庞．轻钢密柱框架结构体系的构件标准化研究．《华中建筑》．2011年12期
[2]苏永喜．浅析轻钢结构体系在煤矿地面建筑中的应用．《建筑设计管理》．2010年12期
[3]闫建军．浅谈建筑结构中如何应用不锈钢．《价值工程》．2010年27期
[4]王首亮．对多层轻钢民用建筑中结构体系的分析．《中华民居》．2010年11期
1.1钢结构较强的便捷性
钢结构采用的材料相对比较简单，一般也都是成材，在进行加工的时候也比较便捷，在土木工程钢结构施工的过程中，一般会选择精确度相对很高的构件，这样在施工时，施工人员就可以在施工现场进行构件的拼装，使用螺丝进行安装就可以，不仅使施工更加的方便，又使施工的周期缩短，同时，钢结构在安装完成后，再重新进行改装的过程也是比较便捷的。
1.2钢结构的节能环保性较高
在建筑领域中，能源的消耗比较大，土木工程项目也不例外。但是钢结构在土木工程中的应用可以有效的控制这一点，钢结构的施工主要是以钢筋为主要材料，而钢筋具有可回收性，因此，在建筑物拆除之后，大部分的钢结构都是可以回收利用的，这就有效的降低了能源的消耗情况，也避免了对环境的再次污染。
2钢结构在土木工程中施工技术要点
2.1充分的做好钢结构施工前的准备工作
在土木工程进行钢结构施工前期，监理人员要充分的做好施工前的准备工作，不仅要对工程图纸进行仔细认真的了解，同时还要详细的了解工艺流程，充分的掌握施工过程中会遇到哪些技术难点。此外，还应该对图纸进行仔细、认真的研究，对图纸中可能出现的一些问题要及时的向上级报告，针对出现的问题，要及时的进行解决，确保钢结构施工过程中不会出现失误。
2.2塔吊在钢结构施工中的使用技术
在土木工程项目的整个施工过程中，塔吊对钢结构的施工有着重要的影响，在钢结构施工的过程中，对于存在一些不同程度的起重幅度、不同重量的物体，塔吊对其都有着很强的适应能力。一般情况下，钢结构施工都采用的是内爬式塔吊，可以从整体上降低钢结构的使用成本。
2.3焊接技术在土木工程钢结构施工中的应用
在进行土木工程钢结构施工时，具有工程总量大、形式复杂、质量要求较严格、施工周期相对较短等特点，焊接作业对土木工程钢结构的施工质量有着决定性作用，直接的影响了整个土木工程项目的安全性与稳定性。随着科学技术的不断变化发展，土木工程的高层钢结构的空间定位已经可以做到，高层焊接技术的误差值限制在9mm之内，施工效果比较明显。
2.4吊装技术在土木工程钢结构施工中的应用
吊装技术在土木工程钢结构施工的应用有着重要的影响。在进行吊装作业的时候，吊装质量的好坏、吊装速度的快慢对整个钢结构施工都有着决定性的影响。因此，在进行土木工程钢结构施工前期，要对吊装的分布区域与施工工艺有计划的制定出来，在进行吊装作业设计过程中，要全面的考虑整个土木工程结构施工的平面设计图、建筑物的立体构造、建筑内部的构造形式、塔吊的使用数量与位置分配、以及工程施工环境等等方面的因素，从而全面的展开综合性、系统性的设计分析。
3提高土木工程钢结构施工质量的分析
3.1加强钢结构施工的设计与技术指导
钢结构施工技术管理体系要不断的完善，要严格的保证钢结构施工的质量，要根据相关规定的标准对施工方案进行严格的审查，对于施工现象的工作人员是否是持证上岗的情况也要严格的审查，对于钢结构施工的整体过程进行有效的技术指导，对于钢结构的安装与连接过程也要进行有效的把控，避免偏差过大的现象出现，确保钢结构在施工的过程中能够正常、顺利的进行。另外，还要根据钢结构的建筑自身的特点提出合理的施工方案，有效的施工流程、以及精准的施工参数等。还要聘请一些比较专业的人员，对施工人员进行技术培训，从而使施工人员的技术水平不断的提高，保证钢结构施工能够有效的、高质量的完成。
3.2科学、合理的采用施工设备
施工单位要根据土木工程钢结构的施工特点，将质量较好的钢结构施工设备有效的在土木工程中应用，不仅要满足钢结构施工的技术要求，操作性较强，同时，还要满足工程施工成本节约的目的。对需要进入施工场地的设备要严格的检查，对于设备的质量证书与实际的功能都要进行严格的审查，决不能因为价格低就选择使用，要严格的确保工程配用设备的质量水平。
3.3确保钢结构构件质量检查工作的有效性
随着钢结构在土木工程施工中广泛应用，钢结构构件的加工过程也在也在不断的发展，但是，对于钢结构构件的质量确不能符合标准，这就要求土木工程施工企业在钢结构构件进入施工场地时，要对其质量进行严格的检查工作，对构件的尺寸大小、检验报告等等都要详细的检查，对于钢结构施工过程中构件质量要严格的把控，从而使钢结构施工质量可以有效的提高。
3.4对施工质量安全进行严格的监管
土木工程项目的有效施工，对人民群众的生命财产安全有着重要的保证，在土木工程钢结构施工的过程中，要确保施工的质量安全监管工作，一是，在钢结构施工中要特别注重施工的安全性，对施工人员进行不定期的安全教育与技术培训，并且，在施工的过程中设置防护网、安全带等一些安全的防护措施，施工的工作人员也必须每人都佩戴安全帽；二是，工程的施工质量安全，在整个施工过程中，要不间断的对施工质量与施工效果进行有效的检查，防止在施工的过程中出现问题，尽可能的避免施工质量安全事故的发生几率。
4结语
