【摘 要】預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)是近十余年來快速發(fā)展和應(yīng)用的一種新型大跨空間結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)由剛度較大的抗彎構(gòu)件,通常為粱。高強(qiáng)度的弦,通常為索。以及連接兩者的撐桿組成;通過對(duì)柔性構(gòu)件施加拉力,使相互連接的構(gòu)件成為具有整體剛度的結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】大跨度;張弦粱
張弦梁結(jié)構(gòu)是我國(guó)初級(jí)研究的范圍和內(nèi)容,在建筑領(lǐng)域沒有專門的研究?jī)?nèi)容和方向是針對(duì)該建筑技巧和工藝的,所以本文對(duì)此建筑工藝的研究可以說是真正的獨(dú)特性與技巧性的升華,對(duì)未來研究樹立了點(diǎn)飯作用。
一、張弦梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
第一, 利用材料的強(qiáng)度特點(diǎn)加強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)的承載特點(diǎn)
張弦梁的獨(dú)特結(jié)構(gòu)在于剛性的拉桿特點(diǎn)與建筑的承載符合能力的結(jié)構(gòu)完全對(duì)應(yīng)一致,形成強(qiáng)有力的承載強(qiáng)度與承載結(jié)構(gòu),加強(qiáng)了建筑整體的混凝土結(jié)構(gòu)能力與對(duì)應(yīng)混凝土的使用能力,改善了混凝土的使用目標(biāo)和使用方式,加強(qiáng)了混凝土的使用技巧。
第二,改善了受力的鋼材結(jié)構(gòu)
鋼材結(jié)構(gòu)的連桿在應(yīng)力過后,降低了鋼材連桿的最大使用承載力的范圍,提高了鋼材本身結(jié)構(gòu)的能力,可以讓鋼材更加節(jié)省空間和原料。
第三 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較強(qiáng),張弦梁結(jié)構(gòu)充分提高了鋼材結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度,改善了鋼材連桿結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
第四,加強(qiáng)了建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)性,建筑結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性得到全面的提高,目的是提高建筑本身功能性和美觀性效果,實(shí)現(xiàn)受力的全面發(fā)展。
第五,制造與運(yùn)輸都很方便,張弦梁的結(jié)構(gòu)比較節(jié)省空間,而且自身應(yīng)用節(jié)省原料,對(duì)運(yùn)輸?shù)目臻g要求小,極大的方便了制作與運(yùn)輸?shù)倪^程,而且在鋼索的拉伸力的控制過程中可以降低張弦梁本身的施工質(zhì)量,提高張弦梁的裝配結(jié)構(gòu)與繩索拉伸能力,改善整體剛度結(jié)構(gòu),加強(qiáng)繩索拉伸效果。
二、張弦梁結(jié)構(gòu)中的內(nèi)應(yīng)力拉力的施工方式分析
第一,花藍(lán)螺絲調(diào)節(jié)方法,利用該種方法可以有效的改善繩索與固定結(jié)構(gòu)之間的配比和拉力,施加較小的力度既可以提高張弦梁的結(jié)構(gòu)承載力。
第二,張拉鋼索加強(qiáng)預(yù)拉力方法,這種方法主要是通過提高錨具和千斤頂?shù)闹苯永,通過開展兩種拉力相結(jié)合的方法,提高拉力索的長(zhǎng)度,改善相對(duì)均衡的跨度和結(jié)構(gòu)。
三、繩索預(yù)拉力的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案
通常繩索的預(yù)拉力提高與張弦梁鋼材結(jié)構(gòu)的跨度較大存在相關(guān)性,而且張弦梁的預(yù)拉力可以有效的提高繩索鋼材的張力和張弦梁繩索的剛性結(jié)構(gòu)能力,對(duì)待鋼索跨度結(jié)構(gòu)的拉力提高張弦梁結(jié)構(gòu)具有一定的優(yōu)越性,在支座的地方可以設(shè)立一種拉力裝置,以便于提高拉力本身的牢固結(jié)構(gòu),加強(qiáng)張弦梁本身的支座力的受力狀況,加強(qiáng)分批拉張張弦梁本身的結(jié)構(gòu)能力,改善臨時(shí)支座的力的分配,張弦梁的整體結(jié)構(gòu)需要獲得外力的變形,通過加強(qiáng)支座上張弦梁本身的結(jié)構(gòu)改善幾何形狀的施工誤差,提高工程本身的質(zhì)量。
四、張弦梁結(jié)構(gòu)中的一些重點(diǎn)問題
第一,施工控制問題
施工控制問題指的是張弦梁結(jié)構(gòu)作為一種半剛性的融合結(jié)構(gòu),主要整體性鋼結(jié)構(gòu)中的橫截面積與整體結(jié)構(gòu)空間面積存在很多共同的特性,擁有很多整體剛度結(jié)構(gòu)和幾何形態(tài)結(jié)合相似于密切相關(guān)的聯(lián)系,形成了鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展比較合適的方向,對(duì)于張弦梁結(jié)構(gòu)的施工發(fā)展階段是一個(gè)獨(dú)立的發(fā)展過程。第一部分是預(yù)拉力的確定與發(fā)展,預(yù)拉力確定是將拉力本身的整體剛度提高,以便于加強(qiáng)剛性本身的發(fā)展能力和剛性本身的耐久力,對(duì)于結(jié)構(gòu)的承載力給予了相應(yīng)的提高和分析,張弦梁結(jié)構(gòu)必須要保證獨(dú)立的承載力模式,將支座的支撐力給予良好的保護(hù),提高索內(nèi)拉力與結(jié)構(gòu)本身的平衡性,不能讓索內(nèi)有所松弛。其次是要獲得良好的幾何形象,加強(qiáng)控制能力的最大值和控制能力的質(zhì)量,最后要保證預(yù)拉力的最佳效果實(shí)現(xiàn)整體剛性結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)合形態(tài)的可持續(xù)發(fā)展能力,加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)本身的承載能力,防止應(yīng)力過后的結(jié)構(gòu)變形。
第二,幾何樣式的確定,張弦梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展在形態(tài)的構(gòu)造過程中會(huì)有以下幾個(gè)形態(tài),第一是放樣形態(tài),這種情況下的構(gòu)件內(nèi)力為0,這種狀態(tài)下的集合參數(shù)只能作為工廠加工的依據(jù),第二是在放樣狀態(tài)下與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之間的過渡狀態(tài),加強(qiáng)了臨時(shí)支架上的張弦梁的發(fā)展結(jié)構(gòu),降低了該狀態(tài)下的受力均衡性,減少了拉力,張弦梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)必須是適當(dāng)?shù)膸缀涡螒B(tài),加強(qiáng)承載受力。
第三,施工方案的選擇
施工方案盡量要以提高建筑本身的承載力為主要保證建筑結(jié)構(gòu)的完全統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)施工過程中安全性的保障,而且還要提高施工方案本身的索內(nèi)拉力結(jié)構(gòu),正確使用施加力的方法,提高花籃螺絲的調(diào)節(jié)方法,改善張拉力的鋼索結(jié)構(gòu),改善承載力結(jié)構(gòu)等等,利用張拉力的位置與張拉力的方案加強(qiáng)臨時(shí)支架的支座受力發(fā)展,調(diào)整較為安全的安裝方法。對(duì)張弦梁結(jié)構(gòu)施工狀態(tài)的分析并選擇施工方案是個(gè)復(fù)雜的分析決策過程,其復(fù)雜性體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形體、邊界約束和荷載都隨施工過程變化。
五、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題
張弦梁的穩(wěn)定問題有兩類,一是結(jié)構(gòu)中各結(jié)構(gòu)構(gòu)件,如上弦桿和撐桿的穩(wěn)定問題;另一類是張弦梁作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題。同其他鋼結(jié)構(gòu)桿件一樣,張弦梁結(jié)構(gòu)的上弦桿和撐桿受壓時(shí)亦存在失穩(wěn)問題。
在結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性方面,首先,在張拉過程中,結(jié)構(gòu)尚未成形,整體剛度較弱,如果處理不當(dāng),可能出現(xiàn)弦桿結(jié)構(gòu)的平面外失穩(wěn)和平面內(nèi)失穩(wěn)。其次,成形后的張弦粱結(jié)構(gòu)可以看做是一類特殊的“桁架”,張弦梁結(jié)構(gòu)的上弦、撐桿和索分別是該“桁架”的上弦、腹桿和下弦,與一般桁架的差別主要在于用高強(qiáng)度鋼索代替普通桁架的下弦。再次,張弦梁結(jié)構(gòu)中由于引入了張緊的預(yù)應(yīng)力索,其結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定與剛性結(jié)構(gòu)有所不同,調(diào)整索、撐桿和剛性構(gòu)件的相對(duì)位置,可使張弦梁結(jié)構(gòu)不發(fā)生整體失穩(wěn)。
六、結(jié)語:
該類結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳力明確,施工方便快捷和建筑造型與結(jié)構(gòu)布置能完美結(jié)合等優(yōu)點(diǎn),在大跨度空間結(jié)構(gòu)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。而目前的理論研究,尤其是結(jié)構(gòu)分析與施工過程相結(jié)合的系統(tǒng)分析尚落后于實(shí)際工程應(yīng)用,因此有必要對(duì)此進(jìn)一步加以研究和探討,提出合理的設(shè)計(jì)、施工和優(yōu)化方法,以建造技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安傘適用的大跨度張弦梁結(jié)構(gòu)。
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