论钢结构在土木工程中的应用问题

【摘 要】在当前我国的建筑行业中，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。本文首先介绍了钢结构在土木工程应用中的优势和特点，继而论述了现阶段钢结构在土木工程应用中所面临的问题，最后本文针对这些问题提出了具体的解决措施。

【关键词】土木工程；钢结构；应用

1.钢结构在土木工程应用中的优势和特点

1.1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。

1.2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[1]。

1.3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化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。

1.4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。

2.现阶段钢结构在土木工程应用中所面临的问题

2.1钢结构耐火性差带来建筑防火难题

钢材并不是可燃物质，也具备一定的耐热性能，但是当温度达到一定的高度的时候，钢材的承载能力也会发生很大的变化。在温度超过200摄氏度的时候，钢材的强度就会随着温度的升高而降低，在温度超过600摄氏度之后，钢材就会失去其原有的承载能力。在一般的建筑物内，防火工作仍然是一项比较大的难题。在建筑物失火之后，温度不断上升的时候，钢材的承载力和稳定性就会不断下降，最后可能会导致建筑物的全面崩塌。

2.2缺乏相应的技术及其工作人员

钢结构的使用，是我国建筑行业所面临的新课题。我国钢结构建筑还处于发展的初级阶段，因此，钢结构技术还在起步阶段，相关技术人员也十分缺乏。而在钢结构的实际施工作业中，技术人员是施工顺利与否的关键因素。据有关统计显示，在我国很多钢结构建筑施工中，由于施工技术人员的缺乏，导致用钢量超标，成本大为增加，并且其中有些建筑来出现了施工失误，使最后建成的建筑与施工蓝图有较大的差距[2]。

2.3缺乏科学的钢结构应用规范

由于缺乏足够和优质的科研技术人员，钢结构在建筑工程中应用的相关研究也十分欠缺，这也导致钢结构的应用缺乏相应的规范和标准。目前很多钢结构建筑的设计都很不合理，这导致了钢材的使用量大大超标，以及使用过低或过高性能钢材而造成建筑不达标或者产生浪费等问题。建筑物的设计不合理的原因除了设计人员在技术和经验上不足之外，也和国内缺少规范的钢结构建筑设计标准以及各种钢材的元素含量标准有关。比如，我国对从国际市场大量采购的镀锌轻钢龙骨的耐久性以及受力状况等特性缺少相关实验数据，在钢结构的建筑设计中，没有针对性很强的规范措施，但施工项目组却往往盲目购买使用，使钢结构土木工程的应用性和安全性都受到了比较大的质疑，也给施工作业造成了不利影响。

3.解决钢结构应用问题的策略

3.1从技术角度解决钢结构建筑中的耐火性差等问题

首先，应用依据建筑场所和用途，确定钢结构建筑物可能发生火灾的频度和等级，选择恰当耐火等级的钢材。其次，应该利用外加条件增加钢材耐热防火性能，比如给钢材喷涂、冷却或者包敷，提升钢材的耐火度。

3.2充分吸收、引进国外先进技术以及标准

在当前我国钢结构工程应用的相关规范和技术还不够成熟和完善的情况下，充分学习和吸收国外先进钢结构技术是一个很好的途径。与其不断地耗费大量资金购买国际市场上的钢材，还不如有计划有步骤地建造一批钢结构试验工程，引进国外的先进科学技术[3]。然后再以我国实际情况为基础，改良技术，进而生产出我国自己的高性能钢材，走我国自主创新的高水平钢材开发生产路线，构建科学的钢结构应用标准和规范。

3.3加快国内钢材制造以及钢结构应用的技术提升

在我国钢结构应用施工中，培养高水平钢结构专业技术人才是解决诸多问题的根本方法。提高专业技术首先在于培养人才，结合目前我国高校的教育情况，应拓展高校钢结构相关专业的人才招收与教育。与此同时，加大对钢结构相关技术人员的培训力度，并派遣优秀技术人员出国深造学习，不断增加我国钢结构专业性人才数量，提升技术人员的设计水平。

4.结语

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］田建超.钢结构在建筑工程中的应用研究[Ｊ].经营管理者，2009，(4)．

［2］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)．

［3］杨碧海.浅议钢结构的施工技术[Ｊ].城市建设，2009，(2)．

［4］张然.论钢结构施工在大型建筑中的应用[Ｊ].中国科技博览，2008，(5)．

［5］程鹏.浅谈钢结构施工中的技术问题[Ｊ].城市建设，2010，(9)．

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