鋼結(jié)構(gòu)本身具有較為優(yōu)越的特點,是一種比較理想的結(jié)構(gòu)。目前廣泛應(yīng)用于橋梁、電視臺、體育館以及各種大跨度結(jié)構(gòu)和高層結(jié)構(gòu)中。本文主要概述了預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展情況,預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的特點,預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)體系的類型,伴隨預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的問題。
【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力 鋼結(jié)構(gòu) 剛度 強(qiáng)度 承載力
一、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展概況
鋼材本身具有更為優(yōu)越的特性,廣泛應(yīng)用于橋梁,車站,體育場館,大跨度的各種結(jié)構(gòu)和高層建筑結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力鋼技術(shù)的引入而被充分利用的,但也是調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度,使鋼的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度,有效節(jié)約鋼材,增
加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,減少結(jié)構(gòu)的變形。預(yù)應(yīng)力鋼纜的膜系統(tǒng)系列,懸掛系統(tǒng)和網(wǎng)殼體系,但其創(chuàng)新的狡猾的建筑風(fēng)格,具有較強(qiáng)的美感。
二、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)特點
。ㄒ唬┎牧系膹椥詮(qiáng)度利用充分
非預(yù)應(yīng)力鋼棒最大強(qiáng)度的材料一般可用于幅度只有一半的實力,同時引進(jìn)預(yù)應(yīng)力桿符號相反的預(yù)應(yīng)力荷載應(yīng)力后,你可以的載客量增加一倍原有的實力。普通鋼部件受力部件開始從零應(yīng)力,載荷,可以強(qiáng)制拉伸強(qiáng)度和
抗壓強(qiáng)度的材料的限制。承載能力取決于部件的材料的強(qiáng)度極限的橫截面面積,應(yīng)力區(qū)間[0,f]。和引進(jìn)的預(yù)應(yīng)力技術(shù),拉應(yīng)力和壓相同的條件下,張力構(gòu)件的鋼的強(qiáng)度,可以通過棒穿在預(yù)應(yīng)力錨索,預(yù)應(yīng)力錨索使拉桿預(yù)
緊力,壓縮應(yīng)力達(dá)到-F輸入承受拉伸載荷作用桿承載能力將增加一倍,應(yīng)力范圍變?yōu)閇-F,F(xiàn)]。這示出鋼預(yù)應(yīng)力技術(shù)的引入可以極大地提高了結(jié)構(gòu)的彈性力和承載能力范圍。
。ǘ└纳平Y(jié)構(gòu)的受力
預(yù)應(yīng)力后引進(jìn)的桿可以提高自己的狀態(tài),從而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件或系統(tǒng)力(剪切,彎曲力矩,軸向力)發(fā)生再分配力峰,控制部分產(chǎn)生不同程度的下降,節(jié)約鋼材量,更經(jīng)濟(jì),更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(三)提高結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性,調(diào)整其動力性能
外部預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力作用下在相反的方向或相同的位移的位移的結(jié)構(gòu),可以增加結(jié)構(gòu)的剛度。預(yù)應(yīng)力體系的選擇和預(yù)應(yīng)力可調(diào)節(jié)大小的基本桿振動頻率振動周期,以調(diào)節(jié)其動態(tài)特性。圖1是一個圖片的預(yù)應(yīng)力施工。
三、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的類型
從力學(xué)特征上預(yù)應(yīng)力空間鋼結(jié)構(gòu)可劃分為下列基本類型:
(一)傳統(tǒng)型
在傳統(tǒng)的空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)體系技術(shù),如平板網(wǎng)格或網(wǎng)殼預(yù)應(yīng)力構(gòu)件內(nèi)力推出,以改善或提高剛度的高峰期,如天津?qū)幒芋w育館,進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效率,可多倍預(yù)應(yīng)力技術(shù),如攀枝花球場。
。ǘ┑鯍煨
或直連電纜掛在傳統(tǒng)的斜拉橋鋼,而不是掛點支點程序擴(kuò)展通暢的內(nèi)部空間幅度,暴露在上面的屋頂承重結(jié)構(gòu),類型多樣,建筑風(fēng)格新穎,如慕尼黑奧林匹克公園滑冰館掛有線網(wǎng)絡(luò)是一個大拱江西體育場大拱掛網(wǎng)。
。ㄈ┱w張拉型
連續(xù)和間歇壓力拉扯電線柱結(jié)構(gòu)形成的想法。早期慕尼黑奧運會的主要活動場所,是平衡體系之外,1988年漢城奧運會擊劍館博物館和主要事件為整個張力索穹頂屋頂,重量只有1416 KG/M2,建筑結(jié)構(gòu)是前所未有的
出色在屬的均衡; 1996年亞特蘭大奧運會主體育場建成是這種結(jié)構(gòu)。
(四)張弦梁型
一個平坦的空間系統(tǒng)預(yù)應(yīng)力梁演變。正如名字所暗示的是一種預(yù)應(yīng)力張弦梁電纜通過極點支持的上部中間支持剛性梁結(jié)構(gòu)的形成。這種結(jié)構(gòu)是預(yù)應(yīng)力鋼筋的初始形式,由剛性支柱的上部和下部的和弦連接通過兩個桿,
以合理的力,重量輕,易于加工和運輸。如果跨度可以增加繞組部分?jǐn)U大晶格的空間形式,如廣州會展中心屋頂張弦梁繞線管是由三個倒三角截面。張弦梁也可以由正交排列,長方形建筑平面張弦梁空間系統(tǒng)。
(五)張力膜(索膜) 型
電纜系統(tǒng)中的主要承重結(jié)構(gòu),覆蓋張力纖維增強(qiáng)的膜,膜的表面涂層目前有聚氯乙烯(PVC)和聚四氟乙烯(PTFE),前者的性能差,價格便宜,后者的較強(qiáng)的機(jī)械性能,自清潔,耐火,耐老化性能優(yōu)于前者,但價
格昂貴。膜表面張力下保持平坦筆直,必須有足夠的張力和曲率,以抵御風(fēng)雪荷載。
。┎A粔Y(jié)構(gòu)型
新玻殼墻面裝飾,但這種做法也開始在20世紀(jì)70年代,但初期在傳統(tǒng)的鋼架鑲嵌連接在一起。承載金屬框架提供了大量的金屬強(qiáng)度不能充分發(fā)揮,透光率低。 80至90年后的預(yù)應(yīng)力鋼筋支柱和支柱式玻璃幕墻點連接,
形成一個新的系統(tǒng)取代了前者,形成了一個新的系統(tǒng),預(yù)應(yīng)力鋼材品種 - 玻璃幕墻結(jié)構(gòu)。
四、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)中存在的問題
。ㄒ唬┏R娢萆w系統(tǒng)的風(fēng)、雪荷載的取值問題
電纜結(jié)構(gòu)通常是彎曲的屋頂,大,屋頂積雪分布情況比較復(fù)雜,它可能會產(chǎn)生積雪現(xiàn)象,這在設(shè)計時的負(fù)荷值是難以準(zhǔn)確判斷,在國內(nèi)和國外的信息也是罕見的,即使只有給定平面的雪載荷分布,考慮雪荷載不利影響
的結(jié)構(gòu)分布不均,如何準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)是直接相關(guān)的安全性和經(jīng)濟(jì)秩序的一些規(guī)則。風(fēng)荷載的作用同樣是真實的,雖然風(fēng)荷載的形狀系數(shù)是由風(fēng)洞試驗,但風(fēng)雪荷載的組合效應(yīng),也很難從實驗室數(shù)據(jù)。
(二)變形問題
柔性電纜沒有預(yù)應(yīng)力之前既沒有固定形狀,但沒有剛性,僅由張拉達(dá)初始平衡,負(fù)載可以露出到外部的結(jié)構(gòu),然后將電纜可以考慮在彈性變形范圍內(nèi)。隨著負(fù)載的增加,同時反復(fù)佳Suoshi強(qiáng)調(diào),勢必會產(chǎn)生大排量的
電纜結(jié)構(gòu),設(shè)計計算考慮非線性問題,這是不可避免的。實際工程中,因為較小量的鋼線,這是通常用于保留足夠的安全余量的原則,安全系數(shù)通常為2.5-3.0,從而導(dǎo)致強(qiáng)度的高強(qiáng)度鋼的電纜是不完整的,因為可變負(fù)載
變化時,導(dǎo)線的疲勞和放松不能被忽略。
。ㄈ┒啻晤A(yù)應(yīng)力問題
一再強(qiáng)調(diào)初次使用時,利用強(qiáng)度的問題主要是解決平面組件架構(gòu),以達(dá)到節(jié)約鋼材的目的,而目前的系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu),反復(fù)強(qiáng)調(diào),不僅節(jié)約材料,但也為整個結(jié)構(gòu)體系的受力均勻,以確保結(jié)構(gòu)安全。但太多的時間,預(yù)應(yīng)
力,會帶來許多弊病,由于多個張緊結(jié)構(gòu),已經(jīng)有一個大的內(nèi)部能量,但一個偶然的負(fù)載的作用,會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果,即使它是由于靜載可移動的,如屋頂翻新,想要扭轉(zhuǎn),以消除預(yù)應(yīng)力,是一件非常困難的事情。因此,
多次預(yù)應(yīng)力數(shù)量,應(yīng)根據(jù)每個項目的類型和布局,負(fù)荷值,張緊裝置和方法的實際情況錨地結(jié)構(gòu),根據(jù)以下總體原則:1.必須有效地使用預(yù)應(yīng)力鋼,高強(qiáng)度,但也足夠的安全儲備;2.結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力均勻,這樣的橫斷面設(shè)
計,方便;3.分類應(yīng)均勻張緊,緩解;4.設(shè)計,施工和控制;5.節(jié)約鋼材。
五、結(jié)束語
預(yù)應(yīng)力鋼學(xué)科與眾多工程實踐證明了它的自然,經(jīng)濟(jì)和安全的快速發(fā)展,也符合可持續(xù)發(fā)展的原則和綠色生態(tài)要求。因此,在它的建筑和工程結(jié)構(gòu),具有廣闊的應(yīng)用空間和良好的前景。然而,快速發(fā)展的問題和缺點,
不能被忽略,學(xué)科的理論,方法,技術(shù)和應(yīng)用,還有待于進(jìn)一步改進(jìn)和深化。
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