混凝土结构和钢结构在建筑中的应用

混凝土结构和钢结构在建筑中的应用

郭宏鑫

身份证：211221199509261814

摘要：混凝土结构和钢结构在建筑中是应用最为广泛的土木结构,这两种材料的结构的性能直接关系到建筑的安全状况.但这些材料的使用效率受多种因素的影响,外部和内部的结构使材料易降解和锈蚀,导致不安全事故的发生,造成生命和财产损失.所以土木工程建设工作,一直是一个备受关注的问题,而在建筑领域包括许多不同的建筑结构,主要用于承载和支撑力函数空间,本篇主要从混凝土结构和钢结构的角度分析建筑技术。

关键词：混凝土结构；钢结构；土建技术

前言：当前，在土建工程施工中，应用最为广泛的两种土建结构是混凝土结构以及钢结构。在土建施工实践中，为有效保障混凝土结构以及钢结构的施工质量，要准确把握混凝土结构以及钢结构的施工技术要点。

一、混凝土结构对土建技术的探析

（一）混凝土结构概述

混凝土结构，是指主要以混凝土材料制成的土建工程结构。混凝土结构主要有以下三种：（1）素混凝土结构。素混凝土结构，是指不对受力钢筋进行配置的混凝土结构，主要由水泥、粗细骨料以及外加剂等构成。素混凝土抗压强度高，然而呈现出较低的抗拉强度。因此，主要在柱墩、基础墙等受压构件中应用。（2）钢筋混凝土结构。此类结构，将适量钢筋配置在混凝土中，有效结合了钢筋和混凝土的材料性能优点，具有较高的强度和刚度，且具有良好的防火性、耐久性以及抗震性能。（3）预应力混凝土结构。此类结构，将受力的预应力钢筋配置在混凝土中，并借助张拉等措施对结构施加预应力。预应力混凝土结构具有较强的抗裂性能，且结构自重相对较轻，在大跨度结构中得到了广泛应用[1]。

（二）混凝土设计
混凝土结构是一种混合型的是施工材料，主要是由水泥、沙子、石头以及水搅拌而成的。混凝土根据具体添加的辅助材料不同，可以分为干净的混凝土结构、素混凝土、钢管混凝土结构以及型钢混凝土等，不同种的混凝土材料适用于不同特点的施工工程。混凝土受其组成材料特点影响，其受力性能以及支撑部件等组合特征极易被环境中的空气还有水分子等破坏，一旦时间较长，就会发生溶解、出现裂缝等状况。但是另一方面，混凝土作为应用广泛的一种建设材料具有很好的耐久性、不容易被破坏以及腐蚀等优点，并且能够承载起一定重量的物体，符合建筑材料的设计要求。另外钢筋混凝土作为混凝土中被使用较多的一种施工材料，它在防震、防爆等方面的安全性表现良好，同时制造混凝土的材料获取更是十分方便[1]。
（三）混凝土材料的质量
目前，我国建筑行业的监管制度以及监管力度都不完善，大部分的建筑工程的混凝土工程质量还需提升。另外，建设企业应该加强对于混凝土原材料的监管，选择质量过关的材料，并且可以满足施工的设计要求。例如混凝土中的含水量以及骨料粒径都需要达到规定的施工工程标准，确保工程完工后的质量达到预先的设计要求。
（四）混凝土的施工工艺
混凝土外加剂在实验室中标准达标的话，则代表其技术达到了最基本的要求。但是将其放在建筑施工实践中，我们就不能对其质量进行保证。因为在实践当中存在一定的差异性，往往在实际施工过程中有更加严格的质量与技术要求，对混凝土的强度也有着更大的要求。
（五）混凝土在施工中的不足
随着我国建筑行业施工技术以及施工设备的发展，大型混凝土建筑迎来了发展的高潮，混凝土技术也被大范围的应用在建筑领域。但是不可否认，我国的混凝土技术仍存在一些缺点，主要是因为受力问题而出现的一些混凝土表面裂缝、裂纹以及结构中的裂纹问题，这些问题对建筑工程的质量将会产生很大的影响。例如出现裂纹的混凝土，将会导致应力不足，建筑物的安全性能将得不到保障，混凝土架构的整体性亦无法保证。

（六）混凝土结构施工技术要点
1. 加强对混凝土温度应力的有效控制
加强对混凝土温度应力的有效控制，具体可从以下方面着手：（1）减少水泥在混凝土结构中的实际用量。可采用相关替代材料，或者将高效减水剂适当添加在混凝土中。除此之外，也可选用水化热较低的水泥。（2）对混凝土浇筑的实际温度进行有效控制，尽量避免在高温环境下进行混凝土浇筑，并采取有效措施对所浇筑的混凝土温度进行控制。（3）采取强制性措施对混凝土实施降温。例如，可预先将水管铺设在混凝土结构内部，将冷水注入水管中，通过冷水实现对混凝土内部温度的有效降低。
2. 有效降低地基对混凝土的约束
有效降低地基对混凝土的约束，具体可从以下方面着手：（1）采取有效措施降低混凝土内部各材料间的约束力。除对混凝土温度应力进行有效降低外，可通过覆盖、蓄水等保温措施，实现对混凝土内外温差的有效降低。（2）采取有效措施减小外部地基的约束力，可有效设置滑动层，实现对混凝土厚度的降低，进而减小外部约束力。
3. 有效增强混凝土的抗裂性能
为避免混凝土裂缝的大量产生，要有效增强混凝土的抗裂性能，具体可从以下方面着手：（1）要严格遵循添加剂使用的相关技术标准和具体要求，将一定量的添加剂掺合在混凝土中，实现对混凝土自缩值的有效控制。（

2）将各类增强材料，诸如金属纤维等适当添加在混凝土中。（3）加强对混凝土材料配比的科学验证和有效控制，增强混凝土结构强度。

二、钢结构对土建技术的探析
1.钢结构概述
钢结构，是指主要由钢制材料构成的土建工程结构。钢结构的主要构件包括钢梁、钢柱以及钢桁架等，各类构件主要由型钢以及钢板制成。钢结构主要通过焊接、螺栓以及铆钉等对各类构件进行连接[2]。钢结构具有较轻的结构自重，且施工操作简单，安装速度快，在大型厂房、体育场馆以及超高层建筑中得到了广泛应用。钢结构主要具有以下特点：（1）具有较高的材料强度和结构自重。（2）具有较强的塑性和结构可靠性。（3）呈现出较高的安装机械化水平。（4）具有良好的密封性。（5）具有良好的耐热性，但耐火性及耐腐蚀性较差。

2.建筑钢结构的设计

在整个钢结构设计中应突出“设计”的概念。在结构选型和布置阶段尤其重要。例如，当我们面对复杂问题需要做一个理性的分析并制定出准确清晰的规则或标准，我们可以根据系统的结构和机械系统的组件之间的机理去推演试验现象。钢结构项目设计，就是从整体功能来确定控制措施和细节结构。

3.钢结构材料的质量及检测

在建筑工程中，钢结构建筑以独特的优势被广泛应用于建筑领域中起着非常重要的作用，在新形式建筑等其他领域应用也很广泛，钢结构是强度较高、可塑性较好的建筑材料，例如，钢结构被广泛应用于跨度大、承载力高的建筑中，钢结构建筑不会因为建筑荷载超出限值而引起突然断裂，因此，具有良好的延展性和灵结构布置灵活等特点，可被用于抗震结构。钢结构强度很高，所以在构件截面尺寸上也有很大优势，使用稳定性也较高；此外，钢结构刚度也较大，结构的刚度是抵抗变形的能力，可根据梁、柱结构不同的刚度组合成特定的形状，例如，刚性横粱和立柱的刚度有所不同，因此在设计过程中，需计算节点部分反挠度和抗侧移刚度。检测钢结构外观性能主要通过裂缝、孔洞、夹渣等，例如焊接接头是否咬边、烧伤、漏焊、焊脚尺寸不足。钢结构内部检测可使用x射线检测方法，主要是通过超声波探伤和磁渗透探伤进行监测。

4.钢结构施工技术要点
（1）钢结构安装要点及校正方法
钢结构构件进入施工现场后，要严格遵循设计图纸施工，对各类构件的尺寸、型号以及螺栓孔的具体位置等实施复核。对安装基准进行确定后再对钢结构实施安装，然后在钢结构基础上对钢柱定位使用十字中心线进行标注，并以复测标高作为依据，确定柱脚垫板的具体厚度。对钢柱实施吊装时，要采用单机或双机抬吊的方式。对钢梁实施吊装时，可先在地面对梁、柱进行组装，构成完整的排架后，再对之实施整体吊装。在钢结构施工中，对各类构件实施预拼装和焊接是关键性的施工环节。对构件实施预拼装，要对各类构件相应连接部位的各项具体尺寸进行检查，及时发现并修整误差，确保各项尺寸准确满足构件连接的具体要求。同时，要对焊接人员的焊工证进行检查，严禁无证上岗。在焊接现场，对相关焊接材料实施抽检，有效保障焊接材料的正确使用。要尽量避免高空作业，牢固拴系扶手绳与钢柱，并在柱间距内通过千斤顶、钢丝绳等措施有效校正，有效保障钢结构安装质量。在钢结构吊装完成后，要对构件轴线、标高以及垂直度等及时核验[3]。在焊接过程中，要有效避免焊缝缺陷，确保焊接质量。
（2）钢结构构件连接
对钢结构构件，诸如梁、柱等实施节点连接，要严格遵循相关设计要求，实施有效的紧固连接。切记不可将节点刚铰混淆，刚铰判断主要由结构构件受力形式决定。刚性节点可有效传递构件之间的弯矩，而铰性节点则不能传递构件之间的弯矩。一般工字钢翼缘抗弯腹板也承受剪力，所以刚性节点的翼缘须要使用坡口焊牢或螺栓固定进行约束，而铰性节点则对翼缘无约束，现场施工时刚铰混淆会直接对整体结构体系的稳定及强度造成不利影响，容易发生现场施工安全事故。对于同一节柱相应的各梁柱节点实施紧固，要遵循如下顺序：先对节柱上部相应的梁柱节点实施紧固，再对节柱下部相应的梁与钢柱的相关连接节点实施紧固，最后对节柱中部相应的梁柱节点实施紧固。对工字型钢构件的相应节点实施紧固，要遵循如下顺序：先对上翼缘板实施紧固，再对下翼缘板实施紧固，最后对腹板实施紧固。
（3）钢结构施工考虑的稳定问题
钢结构有自身强度高的优点，但也有容易失稳的缺点。稳定是钢结构不可忽视的问题，几乎所有钢结构施工事故均是由于钢结构自身失稳造成的。钢结构施工时首先需要考虑将保证整体结构稳定的支撑体系做好，然后再进行承重体系的施工并加载。

三、钢结构对于土建技术的分析
钢筋混凝土主要由钢筋以及混凝土两者组合而成，具有优秀的抗压能力以及抗拉扯能力，是一种价格低廉的建筑材料。混凝土结构在建筑行业的应用是十分有限的。钢筋混凝土的钢筋用来负责牵引力，而混凝土则负责保障施工工程的牵引力。所以在建筑施工当中，两种材料的作用都可以得到充分的发挥。当两者的膨胀系数接近时，受到温度变化的影响，两种材料的内部会发生一定的变化，具有不易被腐蚀的特点

[4]。另外，混凝土可以用在建筑方面的最大优势便是其强度与时间的增长成正比例。所以，钢筋混凝土结构适用于大型的桥梁以及工程建筑中，可以大幅度的提升工程的质量。在我国大力发展混凝土施工技术过程中，也不断发展新型材料，相信混凝土结构将在我国的土建技术方面发挥更大的作用。

四、结束语
如今，混凝土结构以及钢结构在我国建筑工程方面应用广泛，大部分的建筑工程中都会用到。为了保证混凝土结构以及钢结构在建筑中的施工技术，还需要施工方加强管理，严格把控质量安全。另外，也要对混凝土以及钢结构的原材料质量进行监管，保证工程建设质量达标，符合设计要求。现代的土木建筑技术在未来的建筑行业发展将有更加深远的意义，将混凝土结构和钢结构合理的应用在土木技术中，不断在实践中提升施工质量，保证质量的同时做到高效率的施工将是建筑行业不断追求的目标。
参考文献：
[1].刘晓庭.混凝土结构以及钢结构对土建技术的探析[J].建材发展导向，2017，15（3）：13-14.
[2].任焱.混凝土与钢结构工程中的建筑工程施工技术探讨[J].绿色环保建材，2017（7）.

[3]金恩佑.钢筋混凝土结构建筑工程施工技术措施探讨[J].低碳世界，2016（26）：94-95.
[4]贾斐.针对建筑工程中混凝土结构的施工技术分析[J].中国住宅设施，2016（6）：110-112.

[5]顾思新.高层建筑钢结构的历史和现状——高层建筑钢结构施工讲座之一[J].建筑技术,2017(5):60-63.