文档介绍：土木工程中钢结构的应用探讨:土木工程钢结构

　　　　摘要土木工程结构常见到两种材料，即钢筋混凝土和结构钢，对于土木工程来说，不但要从结构特征的角度考虑，还要考虑施工的成本有效性和施工有效性。本文就分析了钢结构在土木工程中的特点，并简单论述钢结构的施工关键点。
　　关键词钢结构；土木工程
　　1. 土木工程中钢结构的特点
　　强度。通常来说，结构构件承受或容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。能够利用相关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出了钢结构可使用的材料，比如建筑结构钢要满足CSA标准ASTMstandardA992/A992M或CAN//等相关标准的要求。近几年来，建筑用钢发生了很大的改变，过去的建筑结构所用的抗拉强度和屈服强度相关数据均摘自于CISC2021历史统计，而现在加拿大对于工程结构钢和一般建筑结构钢的标准定出7个钢种和8个强度等级。依据屈服强度其范围为260～700MPa。不过并不是全部的钢种全部有全部的强度等级，所以假如是一个特定的建筑钢结构设计，那么对钢种类型和强度等级的选择就很主要。从整体来说，采取钢结构能够降低物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件和地基的尺寸，最终降低整个建筑的结组成本。
　　刚度。振动、变形等适用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征和材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而一般密度抗压强度在20～40GPa范围内的混凝土其弹性模量通常在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，因此钢结构的刚性有着显著的优势。
　　延性。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。通常情况下延性是结构设计中，尤其是抗震设计中比较主要的特征参数，地震中幸存的建筑物直接依靠于关键结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构能够说是现在使用最广泛的、韧性最好的工程材料之一。不过材料内在的延性并不一定全部会转化为建筑结构的内在延性，所以要充足认识到这一点，采取合适的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。通常一个设计含有延性响应就要有足够的材料截面、材料延性和结构延性和构件延性。延性值的能力和需求要和变延性水平、曲率延性构件延性和位移延性结构延性所匹配。不过即使钢结构的应变延性比较高，不过因为受弯构件的受力不稳定，因此构件的曲率延性常常不足。
　　韧性。衡量材料断裂前吸收能量和塑性变形的能力的指标就是韧性。它能够抵御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、安装和使用过程中能够承受比较大的工业变形，是钢结构一个很主要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、铸造、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需具有的，尤其对受到交变荷载和冲击荷载的建筑结构来说更要具有此特征。钢结构的断裂韧性对于温度条件很敏感，而且伴随温度的减小而降低。因此在天气严寒的地域设计钢结构，首先要考虑韧性。相对来说，低碳铌钢比高碳钢成份钢更能改进韧性。
　　整体。由上可知，不论是从刚度、强度还是在延性方面，钢结构全部要优于钢筋混凝土