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摘要：目前，钢结构作为土木建筑工程中主要的建筑结构类型，它具备刚性强、强度硬、不易变形的优点，因此被应用在大型建筑和承载力要求较高的工程中，这种钢结构与工程力学的假设要求更加贴近，它在实际使用中不仅韧性较好，而且具备承受较大载荷的能力。基于此，文章结合钢结构工程的主要特点，对钢结构工程在高层建筑、大跨度建筑、轻钢结构建筑中的应用进行分析，希望能给相关从业单位提供参考。
关键词：土木建筑;钢结构;应用中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-124
1.钢结构工程的基本特征
钢结构主要是指利用各类钢材，通过钢材之间的组装、连接而搭建的工程结构。相较于传统的钢筋混凝土结构，钢结构的突出特点在于对大量钢材、钢件、连接件的直接使用。具体来讲，和钢筋混凝土结构相比，钢结构的强度更高，同时在承载力相同的情况下，钢结构本身的重量更轻，空间利用率更高。从稳定性和可靠性角度来讲，钢结构工程受到外界因素的影响更小，可以及时发现存在的质量问题，降低安全隐患。另外，钢结构工程本身主要的工程材料具有可回收性，在工程拆卸之后，可以投入到再次利用之中。从施工过程的角度来讲，钢结构工程的施工流程更简便，涉及的工艺更少，施工效率高，同时质量管理难度更低，可以有效提升工程施工建设管理水平。从工程设计的角度来讲，随着时代的不断发展，现代社会对各类土木建筑工程的造型有更多样化的需求。而得益于钢结构本身良好的稳定性和承载力，在结合预应力技术的情况下，可以满足更多样化建筑工程设计需求。比如，一些追求大空间、大跨度的商场、体育场、会场等建筑，就特别适合使用钢结构施工技术。并且，钢结构工程的塑造能力非常强，可以完成更多建筑造型的打造，优化建筑视觉效果，提升艺术感和美感。从成本角度来讲，得益于钢结构工程本身更为简便的施工方式，以及相对单一的工程材料，这种结构工程的成本相对更低，加以合理利用，可以显著提高工程效益。
2.钢结构主要结构体系
2.1框架-支撑结构
一般如果建筑的项目是高层建筑，钢结构主要的作用是承担水平、风以及地震荷载。而在高层钢结构中使用最为广泛是的框架支撑结构，如果一旦受到地震荷载，该结构就是保护建筑的两道安全防线，即支撑和框架结构。其中，支撑结构首先用来抵抗地震产生的部分压力;其次由框架结构来抵抗地震产生的其他压力，这样就大大减缓了建筑物被破坏的时间，为人们的逃生争取宝贵的时间。因此，在设计钢结构时，必须结合施工现场的实际情况，合理设计钢结构的支撑方式和数量。如果在施工的建筑结构柱网是不规则，而且面积較大时，可以通过使用偏心支撑来改善框架的延伸性。对于顶部带有钢结构的高层建筑物，可以使用剪力墙结构与钢结构框架共同来承担水平荷载。
2.2钢-混凝土核心筒混合结构
钢-混凝土核心筒结构因其重量轻、施工快、成本低而被广泛使用。当所施工的建筑对平面要求和外框筒空间作用较高时，可以将钢制外框架的柱网设计的比较密集，这样就可以让楼层与内外筒之间保持较好的连接，从而让内外筒一起肩负起承担水平载荷的任务。而在地震多发地区，可以通过短跨度梁连接外框架和内核心筒，并可以设计大量的钢框架柱，这样设计的平面剪力墙框架结构，如果经过科学合理的节点连接，可以更好的抵抗来自地震产生的载荷。如果所建设的建筑物外部框架柱网非常大时，建筑内部核心筒和外框仅使用数量较少的钢梁铰接，便无法保证框架和筒体之间具备较强的协同作用，因此它不适用于地震频发地带使用。
2.3钢构件组装
在安装台架和模架等组建时，必须严格按照设计图、工艺流程和施工标准进行安装，并根据所用材料的特性，不断对钢构件的安装方式进行改进和优化，从而使得安装钢构件的平台结构具备较强的平整性和牢固性，方便后期施工的使用;在对整个钢构件进行安装前，还必须对各组件的焊接流程和焊接工艺进行落实，做好对焊接过程的变形量控制，并采取科学有效的措施来改善变形问题，最后组装成构件。同时，在进行此部分的焊接工作时，还必须准确计算出焊缝的加工余量以及零部件的尺寸，如果对隐蔽部位进行装配焊接时，一定要事先做好技术交底工作，待技术分析的最终结果可以达到实际需求时，再执行钢结构焊接工作;此外，还必须检查各个组件的质量，待检查达到相关标准后，再根据相应的工艺要求对下一个环节进行安装;如果遇到需要拼接的材料，必须事先按照要求完成拼接、焊接工作，以满足组装要求。
3.土木建筑工程下钢结构工程的具体应用
3.1高层重型钢结构建筑工程
在现代社会持续发展的情况下，各个地区城市建设和工业发展水平越来越高，很多高层重型钢结构建筑工程项目在如火如荼地建设中。这类高层重型钢结构建筑工程主要采用型钢材料，使用螺栓连接、基础锚固及焊接工艺进行施工。例如，著名的上海环球金融中心作为一种典型的超高层建筑，消耗了六十多万吨型钢材料，钢结构在该建筑中扮演着极其关键的角色。在高层重型钢结构工程的建设中，对工程设计水平的要求非常高，需要将传统钢筋混凝土结构和钢结构工程有机结合起来，充分发挥两者本身的优势。在这类工程中，钢结构有很好的结构强度、稳定性和受力均匀性，加上结构轻质的优点，可以支持超高层建筑的建造。
3.2大跨度钢结构建筑
在社会经济和人们生活持续发展的今天，除了民用建筑以外，以博物馆、体育馆为代表的各类建筑应用需求也在逐步提升。这类建筑有一个典型的特征，在于内部空间要求较高，意味着需要构建跨度较大的建筑结构。针对空间范围较大的大跨度建筑，钢结构施工技术的应用尤为重要。在大跨度土木建筑中，一般使用钢材作为主要的结构材料，并根据实际情况，合理选用悬索结构、网壳结构等。这类特殊的结构设计方案，结合钢结构工程本身的优势，可以完成各种大跨度建筑的建设施工。比如，在现代厂房的建造中，可以将钢结构和合成材料膜工艺结合起来，建成封闭式建筑。这类建筑不仅可以提高施工效率，还能满足工业生产对空间范围的需求。更为关键的是，通过将钢结构和其他材料的组合，可以满足封闭式施工的需求，对现代环保事业的发展也有重要的价值。
3.3轻钢结构建筑
在现代土木建筑工程领域中，一方面大型超高层建筑的建设十分热门，另一方面相关领域也在往轻量化、灵活化的方向发展。轻钢结构建筑主要是利用质量更轻的轻型合金钢材为基础材料，打造能够满足基本稳定性、安全性、耐用性需求的新型建筑。一般情况下，轻钢建筑结构主要包括主要结构、辅助结构、围护结构等，在建设中需要进行针对性的管理。从建造类型的角度来讲，轻钢结构建筑的结构可以分为两种，（1）使用薄钢板冷轧构成骨架结构，再配以其他材料形成屋面、围护结构的建筑结构;（2）使用断面比较小的型钢做成骨架结构，配合钢管、连接件形成的建筑结构。轻钢结构建筑一方面适用于一些临时性建筑项目的建设，另一方面在一些别墅、民宿、旅游房产项目中，也发挥着重要的作用，具有良好的适应性和经济性优势。
4.结语
综上，由于现在建设的工程越来越多样化，给建筑企业也带了全新的挑战，钢结构作为建筑工程中常用的建筑材料，深化对其的研究与分析，有助于不断提升土木建筑工程的质量和稳定性。
参考文献
[1]孟群.土木建筑领域钢结构的应用及研发动向[N].世界金属导报，2017-10-17（B08）.
[2]赵现鲁.浅谈建筑钢结构稳定性设计[J].中国建筑金属结构，2013（12）：26.
[3]李槐生，郑伟.土木建筑工程中钢结构应用探析[J].河南建材，2013（03）：80-81.
[4]陈涛，杨威.钢结构工程在土木建筑中的应用之我见[J].民营科技，2013（03）：273.
作者简介：蒋波，（1990.08.28），男，职称：助理工程师，职务：总经理，学历：大专。
云南卓萃检测技术有限公司 云南省昆明市 650228
关键词：土木建筑;钢结构;应用中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-124
1.钢结构工程的基本特征
钢结构主要是指利用各类钢材，通过钢材之间的组装、连接而搭建的工程结构。相较于传统的钢筋混凝土结构，钢结构的突出特点在于对大量钢材、钢件、连接件的直接使用。具体来讲，和钢筋混凝土结构相比，钢结构的强度更高，同时在承载力相同的情况下，钢结构本身的重量更轻，空间利用率更高。从稳定性和可靠性角度来讲，钢结构工程受到外界因素的影响更小，可以及时发现存在的质量问题，降低安全隐患。另外，钢结构工程本身主要的工程材料具有可回收性，在工程拆卸之后，可以投入到再次利用之中。从施工过程的角度来讲，钢结构工程的施工流程更简便，涉及的工艺更少，施工效率高，同时质量管理难度更低，可以有效提升工程施工建设管理水平。从工程设计的角度来讲，随着时代的不断发展，现代社会对各类土木建筑工程的造型有更多样化的需求。而得益于钢结构本身良好的稳定性和承载力，在结合预应力技术的情况下，可以满足更多样化建筑工程设计需求。比如，一些追求大空间、大跨度的商场、体育场、会场等建筑，就特别适合使用钢结构施工技术。并且，钢结构工程的塑造能力非常强，可以完成更多建筑造型的打造，优化建筑视觉效果，提升艺术感和美感。从成本角度来讲，得益于钢结构工程本身更为简便的施工方式，以及相对单一的工程材料，这种结构工程的成本相对更低，加以合理利用，可以显著提高工程效益。
2.钢结构主要结构体系
2.1框架-支撑结构
一般如果建筑的项目是高层建筑，钢结构主要的作用是承担水平、风以及地震荷载。而在高层钢结构中使用最为广泛是的框架支撑结构，如果一旦受到地震荷载，该结构就是保护建筑的两道安全防线，即支撑和框架结构。其中，支撑结构首先用来抵抗地震产生的部分压力;其次由框架结构来抵抗地震产生的其他压力，这样就大大减缓了建筑物被破坏的时间，为人们的逃生争取宝贵的时间。因此，在设计钢结构时，必须结合施工现场的实际情况，合理设计钢结构的支撑方式和数量。如果在施工的建筑结构柱网是不规则，而且面积較大时，可以通过使用偏心支撑来改善框架的延伸性。对于顶部带有钢结构的高层建筑物，可以使用剪力墙结构与钢结构框架共同来承担水平荷载。
2.2钢-混凝土核心筒混合结构
钢-混凝土核心筒结构因其重量轻、施工快、成本低而被广泛使用。当所施工的建筑对平面要求和外框筒空间作用较高时，可以将钢制外框架的柱网设计的比较密集，这样就可以让楼层与内外筒之间保持较好的连接，从而让内外筒一起肩负起承担水平载荷的任务。而在地震多发地区，可以通过短跨度梁连接外框架和内核心筒，并可以设计大量的钢框架柱，这样设计的平面剪力墙框架结构，如果经过科学合理的节点连接，可以更好的抵抗来自地震产生的载荷。如果所建设的建筑物外部框架柱网非常大时，建筑内部核心筒和外框仅使用数量较少的钢梁铰接，便无法保证框架和筒体之间具备较强的协同作用，因此它不适用于地震频发地带使用。
2.3钢构件组装
在安装台架和模架等组建时，必须严格按照设计图、工艺流程和施工标准进行安装，并根据所用材料的特性，不断对钢构件的安装方式进行改进和优化，从而使得安装钢构件的平台结构具备较强的平整性和牢固性，方便后期施工的使用;在对整个钢构件进行安装前，还必须对各组件的焊接流程和焊接工艺进行落实，做好对焊接过程的变形量控制，并采取科学有效的措施来改善变形问题，最后组装成构件。同时，在进行此部分的焊接工作时，还必须准确计算出焊缝的加工余量以及零部件的尺寸，如果对隐蔽部位进行装配焊接时，一定要事先做好技术交底工作，待技术分析的最终结果可以达到实际需求时，再执行钢结构焊接工作;此外，还必须检查各个组件的质量，待检查达到相关标准后，再根据相应的工艺要求对下一个环节进行安装;如果遇到需要拼接的材料，必须事先按照要求完成拼接、焊接工作，以满足组装要求。
3.土木建筑工程下钢结构工程的具体应用
3.1高层重型钢结构建筑工程
在现代社会持续发展的情况下，各个地区城市建设和工业发展水平越来越高，很多高层重型钢结构建筑工程项目在如火如荼地建设中。这类高层重型钢结构建筑工程主要采用型钢材料，使用螺栓连接、基础锚固及焊接工艺进行施工。例如，著名的上海环球金融中心作为一种典型的超高层建筑，消耗了六十多万吨型钢材料，钢结构在该建筑中扮演着极其关键的角色。在高层重型钢结构工程的建设中，对工程设计水平的要求非常高，需要将传统钢筋混凝土结构和钢结构工程有机结合起来，充分发挥两者本身的优势。在这类工程中，钢结构有很好的结构强度、稳定性和受力均匀性，加上结构轻质的优点，可以支持超高层建筑的建造。
3.2大跨度钢结构建筑
在社会经济和人们生活持续发展的今天，除了民用建筑以外，以博物馆、体育馆为代表的各类建筑应用需求也在逐步提升。这类建筑有一个典型的特征，在于内部空间要求较高，意味着需要构建跨度较大的建筑结构。针对空间范围较大的大跨度建筑，钢结构施工技术的应用尤为重要。在大跨度土木建筑中，一般使用钢材作为主要的结构材料，并根据实际情况，合理选用悬索结构、网壳结构等。这类特殊的结构设计方案，结合钢结构工程本身的优势，可以完成各种大跨度建筑的建设施工。比如，在现代厂房的建造中，可以将钢结构和合成材料膜工艺结合起来，建成封闭式建筑。这类建筑不仅可以提高施工效率，还能满足工业生产对空间范围的需求。更为关键的是，通过将钢结构和其他材料的组合，可以满足封闭式施工的需求，对现代环保事业的发展也有重要的价值。
3.3轻钢结构建筑
在现代土木建筑工程领域中，一方面大型超高层建筑的建设十分热门，另一方面相关领域也在往轻量化、灵活化的方向发展。轻钢结构建筑主要是利用质量更轻的轻型合金钢材为基础材料，打造能够满足基本稳定性、安全性、耐用性需求的新型建筑。一般情况下，轻钢建筑结构主要包括主要结构、辅助结构、围护结构等，在建设中需要进行针对性的管理。从建造类型的角度来讲，轻钢结构建筑的结构可以分为两种，（1）使用薄钢板冷轧构成骨架结构，再配以其他材料形成屋面、围护结构的建筑结构;（2）使用断面比较小的型钢做成骨架结构，配合钢管、连接件形成的建筑结构。轻钢结构建筑一方面适用于一些临时性建筑项目的建设，另一方面在一些别墅、民宿、旅游房产项目中，也发挥着重要的作用，具有良好的适应性和经济性优势。
4.结语
综上，由于现在建设的工程越来越多样化，给建筑企业也带了全新的挑战，钢结构作为建筑工程中常用的建筑材料，深化对其的研究与分析，有助于不断提升土木建筑工程的质量和稳定性。
参考文献
[1]孟群.土木建筑领域钢结构的应用及研发动向[N].世界金属导报，2017-10-17（B08）.
[2]赵现鲁.浅谈建筑钢结构稳定性设计[J].中国建筑金属结构，2013（12）：26.
[3]李槐生，郑伟.土木建筑工程中钢结构应用探析[J].河南建材，2013（03）：80-81.
[4]陈涛，杨威.钢结构工程在土木建筑中的应用之我见[J].民营科技，2013（03）：273.
作者简介：蒋波，（1990.08.28），男，职称：助理工程师，职务：总经理，学历：大专。
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