钢结构在建筑工程中的应用

辽宁省本溪市 117000

摘 要：在建筑工程钢结构施工中，科学合理的施工技术应用是确保整体工程强度、承载力，提升其使用性能，延长使用寿命的关键。基于此，在具体施工中，施工单位应加强钢结构施工技术的应用研究，使其在建筑工程中得以科学应用，充分发挥技术优势，促进我国建筑行业的发展壮大。

关键词：建筑工程；钢结构；应用 一、建筑工程中钢结构的特性

1、强度与韧性。一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力都是由材料的强度来决定的。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。

2、延性与整体性。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。无论是从强度、韧性还是在延性方面，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，不但降低了楼层的高度，而且增加了审美吸引力。

二、建筑工程中钢结构的形式

1、重型工业厂房。钢铁基地(如宝钢、首钢曹妃甸等)、重型设备制造基地(如德阳二重等)、造船基地(如上海江南造船厂等)、汽车生产基地(如长春一汽等)以及电力工业钢结构厂房等。

2、高层、超高层建筑。如北京中央电视台新址高234m，钢结构12.5万t、上海环球金融中心高492m、上海金茂大厦高492m、深圳地王大厦高325m等。国内已建成最高的100多栋建筑中多数为全钢结构或内筒为钢筋混凝土外简为钢结构。

3、大跨度空间结构。如国家体育场(鸟巢)长轴340m，短轴292m,空间门式桁架结构耗钢量(710-880)kg/m2;北京国家游泳中心，矩形170mX170m,空间网格结构;北京国家体育馆，矩形250mX140m,双向张弦梁结构；国家大剧院空间网壳结构实现了歌剧院、戏剧院和音乐厅为一体的多功能建筑等。其结构体系多为网架、网壳、张弦梁、穹顶、空间管结构、预应力拉索结构、索膜结构等。大跨度空间结构是国家建筑科学技术发展水平的重要标志之一，近年来我国大跨度空间结构发展迅速，以北京奥运场馆为代表的大跨度空间结构展示了我国建筑科学技术水平在世界上都是领先的，将成为我国空间结构发展的里程碑。

4、高耸结构与板壳结构。如广州电视塔高600m、南海大佛雕塑骨架、各种塔桅结构等。板壳结构的则有100-500m级的高炉系统构筑物(高炉、热风炉、炉气上升管、下降管、五通球或三通管、除尘器等壳体结构)、料仓、漏斗、100~500m干式煤气柜、油罐、烟囱、水塔以及各种管道等。

5、轻型钢结构。轻钢结构是由冷弯薄壁型钢、热轧轻型钢(工字钢、槽钢、H型钢、L型钢、T型钢等)、焊接和高频焊接H型钢、薄壁圆管、薄壁矩形管、薄板焊接变截面梁和柱等构成承重结构；由彩色压型钢板或夹芯板与各种连接件、零配件和密封材料组成轻质围护结构。轻型钢结构的适用范围:无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1-A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单跨或多跨单层房屋；工业与民用建筑屋盖；仓库或公共设施；12层及12层以下的居住建筑；不超过两层的别墅式住宅；活动板房(灾区过渡安置房)等。

6、特种结构。如:栈桥、通廊、管道支架、高炉框架、井架和海上采油平台等。除上述外，在低层民用与公共建筑方面，钢结构也开始在住宅、医院、超市、汽车旅馆、学校、景区度假村及工地现场临时用房等建筑中有一定应用并有扩大应用的趋势。

三、建筑工程中钢结构施工的关键技术

1、制作。钢结构制作包括放样、号料、切割、校正等诸多环节。高强度螺栓处理后的摩擦面，抗滑移系数应符合设计要求。制作质量检验合格后进行除锈和涂装。一般安装焊缝处留出30-50mm暂不涂装。

2、焊接。焊工必须经考试合格并取得合格证书，且必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。焊缝施焊后须在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。焊接材料与母材应匹配，全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，采用射线探伤。施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法等，进行焊接工艺评定。

3、运输。运输钢构件时，要根据钢构件的长度和重量选用车辆。钢构件在车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均应保证构件不产生变形、不损伤涂层。

4、安装。钢结构安装要按施工组织设计进行，安装程序须保证结构的稳定性和不导致永久性变形。安装柱时，每节柱的定位轴线须从地面控制轴线直接引上。钢结构的柱、梁、屋架等主要构件安装就位后，须立即进行校正、固定。由工厂处理的构件摩擦面，安装前须复验抗滑移系数，合格后方可安装。

5、防火与防锈。钢结构防火性能较差。当温度达到550℃时，钢材的屈服强度大约降至正常温度时屈服强度的0.7，结构即达到它的强度设计值而可能发生破坏。设计时应根据有关防火规范的规定，使建筑结构能满足相应防火标准的要求。在防火标准要求的时间内，应使钢结构的温度不超过临界温度，以保证结构正常承载能力。外露的钢结构可能会受到大气，特别是被污染的大气的严重腐蚀，最普通的是生锈。这就必须对构件的表面进行防腐蚀处理，以保证钢结构的正常使用。防腐处理的方法根据构件表面条件及使用寿命的要求决定。

四、钢结构建筑的未来发展方向

目前，混凝土装配式建筑的装配率已经达到很高的水平，板和梁等水平构件的装配式建造技术已经相当成熟，但对于墙柱等竖向构件的抗震连接仍有较大争议，导致装配率再往上提高遇到了瓶颈。而钢结构建筑的竖向构件连接一直采用的是栓焊连接，有着相当成熟的项目案例和经验。所以对于高装配率的建筑而言，钢结构有着自己天然的优势。作为未来行业发展的趋势，钢结构住宅成为开发商迫在眉睫需要思考的问题。根据发展趋势来判断，我国钢结构应用存在巨大的市场潜力和发展前景。

1.

强大的物质基础。我国的钢产量早已跃居世界第一位，钢材产量和质量持续提高，钢结构的造价也相应有较大幅度的降低。钢材供过于求的新形势，为我国发展钢结构住宅创造了良好的局面。况且，随着我国进人WTO，我国建筑钢材品种更加丰富多样，价格更加合理。这为我国发展钢结构应用打下坚实的物质基础。

2.

良好的政策支持。建设部发布了《钢结构住宅建筑产业化技术导则》，为规范和促进我国钢结构建筑的发展，探索适合我国国情的钢结构产业化发展道路，提供了有力的政策指导。此外，淘汰粘土砖等强制性政策、措施的推行，也为促进钢结构的推广起到积极作用。

3.

不断发展的技术条件。随着高科技的发展，钢结构的高新技术也得到了快速发展。比如高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用以及焊接新材料的开发应用，都为钢结构的高效制作和生产创造了良好条件。

结束语

总之，在建筑工程的建设施工中，施工单位一定要充分意识到钢结构的应用优势，并对其施工技术加以深入研究。然后根据实际情况、结合实际需求，将钢结构施工技术合理应用到建筑工程的建设施工中，以此来实现其钢结构施工质量

的良好保障，为钢结构工程施工技术在建筑工程中的良好应用与发展奠定坚实基础。

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