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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。本文对土木工程中钢结构的特点、缺点、加强土木工程中钢结构应用的措施及钢结构的发展前景进行了探讨，仅供参考。
关键词：钢结构；土木工程；特点
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、土木工程中钢结构的特点
（一）强度
材料的强度决定结构构件的承受容纳力，从国家规定来看，对钢结构可采用的材料进行了标注，建筑结构用钢必须要满足CSA标准ASTMstandardA992/A992M或者CAN/CSAG40.20/C40.21等相关标准的要求。过去，建筑结构所采用的数据是出自2006年的数据，而近年来建筑用钢发生了一定的变化，加拿大划分出了7个钢种和8个强度级别，但是并不是全部的钢种都具有所有强度级别，所以如果是一个特定的建筑钢结构设计，那么钢种类型与级别选择就尤为重要。从整体来看，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。
（二）刚度
振动、变形等舒适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。而普通常见的混凝土弹性模量通常在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。
（三）延性
所谓延性是指材料拉伸过程中无断裂的塑形变形能力，在项目工程结构设计，尤其是抗震设计中不可或缺的特性参数。钢结构完全可以算是当下使用率最高、延性相对较好的工程材料之一。需要注意的是，钢本身的延性并等同于建筑结构内部的延性，所以对这一要点充分了解以后，我们就能够采取一些相应的措施来弥补这一缺陷。虽然钢结构的延性较好，应变延性也相对较高，但是由于钢材受弯构件的受力不够稳定，所以同时又有一定的限制，在工程建设中如何选择，还需要根据实际情况作出精准分析以后再做定夺。
（四）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。
二、钢结构的缺点
诚然，钢结构材料还是有不足的地方，这也影响着钢结构的应用和施工，下面就材料缺陷和市场环境两大方面进行简要的分析：
（一）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。
（二）市场环境
（1）设计复杂繁冗。在工程设计阶段，我们会发现，钢结构的应用范围能否与建筑结构的基本功能相适应是一个重点考虑问题。钢结构会涉及到很多的节点，这就要求在设计的过程中，要有一次性到位的精准的计算，这相对于混凝土结构的设计要复杂繁冗得多。（2）生产体系还不完善。钢结构的优越性能还需要一个条件就是大规模的生产，在我国，目前并没有一套完整的生产、价格以及质量标准体系，国家管理部门也有很大的欠缺，所以，设计师和开发商都没有办法实现钢结构优越性最大化。（3）价格比较昂贵。由于没有一个完整的钢结构生产体系，钢材料的产量相对较低，所以相对于混凝土材料就比较昂贵了。（4）使用寿命较短。钢结构的使用期限大概只有五十年，如果钢结构用在住宅建筑中，那么会有很多人失去购买欲望的。相比之下，混凝土结构就好得多，它号称“永不损坏的结构”。
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。
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。
3.2钢构件的堆放以及选择安装机械地点
依照安装流水的顺序，那些从中转堆场配套运送至现场的钢构件应该采用装卸机械，将其安置在械的回转半径内，一般安装结构的用地面积是结构占地面积的1.5倍。一般钢结构的安装采用的是塔式起重机，起重能力要相应足够，并且臂杆长度要有够的覆盖面，这样才能够满足各种不同部位构件的起吊要求。此外，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。各个塔式起重机之间要有相应的安全距离，保证安全运转，臂杆与塔身之间不能出现碰撞。钢结构比较适用于规整、匀称以及较平的建筑平面，因此安装流水线的布置必须因地制宜。
3.3油漆工艺流程。
3.3.1处理基层
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
在涂刷前必须要保证表而的干燥性，如果有水分要立即擦干，施涂必须要遵守细、满、到位的原则，同时要注意，铆孔内小能有涂料涂入防锈漆干后，用与之配套的腻子将其表而刮平，可以在腻子中适当地加入红丹粉或者厚漆，增加其干硬性腻子干燥后，要进行打磨处理，如果放置时间过长，必须要重新涂刷一次。
3.3.3磷化底漆的涂抹
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面漆刷涂
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、结束语
综上所述，我们了解到钢结构在土木施工中具有非常重要的地位，而且建筑施工要善于利用其优势，降低其不足，按照标准施工，提高其应用的价值。
参考文献：
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