對預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究

摘 要：預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在我國已經(jīng)發(fā)展和推進將近50年了，許多預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)方面的研究和理論為預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的真正實踐打下了堅實的基礎(chǔ)。目前隨著科技的進步和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各種關(guān)于預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究和設(shè)想也層出不窮。文章主要結(jié)合工作實踐進行總結(jié)分析。 

　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；結(jié)構(gòu)；技術(shù) 

　　中圖分類號：TU394 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）15-0150-02 

　　1 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀 

　　20世紀中葉，伴隨著預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，讓我國的國民經(jīng)濟得到了快速的發(fā)展。許多探究這方面的專家都慢慢開始以傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，對預(yù)應(yīng)力鋼材的技術(shù)開始有了進一步的開發(fā)設(shè)計和深入研究，因此關(guān)于預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的各種大型工程也就應(yīng)運而生。比如大同煤礦，山西太原鋼材廠等這些在很大程度上都取到了很好經(jīng)濟效益的項目。 

　　隨著經(jīng)濟發(fā)展的不斷加快和進步，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)也慢慢與許多的高新技術(shù)相聯(lián)系，也在探索中誕生出了許多適應(yīng)新時代經(jīng)濟發(fā)展需求的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。比如，眾所周知的在天津市寧河體育館、華北電力的調(diào)度塔等這些我們再熟悉不過的建筑都融入了當時非常先進的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。進入21世紀之后，北京奧運會的到來，越來越多的人也把注意力放在預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)上，也在這個特別的時期得到了更有效的推進和發(fā)展。在這個時期，我國許多奧運體育館都采用了預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)這項技術(shù)。這些建筑都以其特殊的建筑藝術(shù)造型屹立于各種建筑中。利用預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)所筑建的羽毛球館還受到了整個國際奧委會以及世界羽聯(lián)的高度贊揚。這些都是我國預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)工作者對預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)所做出的杰出貢獻。 

　　這些年來，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)這項技術(shù)在我國也受到了足夠的關(guān)注和重視。從這項工程的實踐中我們也可以推斷出，目前我國的這項技術(shù)已經(jīng)有了較為完善的專業(yè)隊伍。在科技技術(shù)方面，我們都在不斷地探索和思考，努力推進和發(fā)展預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。盡管目前也存在著較大的阻力和壓力，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的某些方面也沒有完善、成熟、改進。但是總的來說，我國已經(jīng)進入預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)較高的水平，并且某些技術(shù)已經(jīng)在國際上處于遙遙領(lǐng)先的地位。 

　　2 對預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)進行大膽設(shè)想，推動其發(fā)展 

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)這項技術(shù)也漸漸成為了一門熱門的應(yīng)用科學(xué)研究。從這項技術(shù)的開始誕生之初，它就具有了不可替代的作用。由于預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)這項技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，也進一步很好地解決了一些國家的困難。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)體系中具有改善結(jié)構(gòu)功能，挖掘鋼度成型效果等作用，除此之外，這項技術(shù)還可以改變某些邊界條件，創(chuàng)造出更多的結(jié)構(gòu)。因此，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在開始發(fā)展的初期，就已經(jīng)得到了快速的發(fā)展。到目前為止，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)這項技術(shù)已經(jīng)在我國近百座大型預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)工程中有所應(yīng)用。 

　　在20世紀50年代，有人就開始預(yù)言過理想的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，這樣的技術(shù)和普通的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)有很大的區(qū)別。在這種新興技術(shù)中，最應(yīng)該有的特點就是要具有盡可能多數(shù)量的柔性拉桿，這樣的拉桿的重要作用即在承擔(dān)拉力的同時還可以承擔(dān)壓力。而且構(gòu)件還可以有各種軸心進行受壓，這樣就可以在很大程度上替代了受彎的構(gòu)件。通過這些，才可以利用預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在這些鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域進行各種改革，而不是簡單形式上的局部改進。與此同時，美國著名的工程師富勒曾經(jīng)提出過著名的張拉整體結(jié)果的概念。他曾經(jīng)大膽地應(yīng)用宇宙黑洞的先進理論，結(jié)合實際情況，為改善各種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)提出了有效的指導(dǎo)思想。 

　　3 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的進一步拓展和改進 

　　隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展與社會的改革的不斷推進，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)也在市場經(jīng)濟中不斷發(fā)展和進步。我們應(yīng)該把目光放長遠，要注意到目前預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的不平衡性。雖然目前很多的建筑都漸漸采用了預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，但是目前我們探索研究比較多的也就是單次的預(yù)應(yīng)力大跨度承重體系的結(jié)構(gòu)形式和靜力分析，對于某一些較為先進的多次預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)、結(jié)構(gòu)性能以及比較高層住宅的鋼結(jié)構(gòu)很少涉及。除此之外，在其他的關(guān)于特種承重鋼結(jié)構(gòu)中，有關(guān)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用也尚未被納入相關(guān)的施工計劃中。根據(jù)目前的形式發(fā)展要求，我們應(yīng)該改進下面幾個方面的問題，以更好地謀取最大的經(jīng)濟效益。 

　　眾所周知，在2008年的南方大雪災(zāi)中，對相關(guān)地區(qū)的高壓線以及各種輸電塔架的破壞是極其嚴重的。這也在很大程度上對于援救工作以及恢復(fù)工程造成了極大地困擾。鑒于這種情況，我們應(yīng)該努力著手研究、探索這類高聳的鋼結(jié)構(gòu)的裝配，以使其更加合理化以及輕巧化。而在這種技術(shù)中，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)是必不可少的。根據(jù)大量的研究調(diào)查資料表明，200 m高的天線塔架由角鋼桿件改換成為圓鋼管后，可降低自重，除此之外，采用預(yù)應(yīng)力拉索腹桿代替剛性腹桿后還可以減輕重量。據(jù)筆者調(diào)查，在以往的雪災(zāi)中，自立式的塔架往往因為不平衡的荷載負擔(dān)才會進一步導(dǎo)致附加重量而進一步導(dǎo)致彎矩，導(dǎo)致最終壓桿失穩(wěn)發(fā)生事故。但是如果可以在這樣的工程中采用相關(guān)的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，引進預(yù)應(yīng)力拉鎖以創(chuàng)建出更多的索式塔架的話，這樣就可以通過索系來進行平衡極大重量的附加彎矩，這樣就會進一步高效合理地保證了整個鐵架的安全以及穩(wěn)固，也可以實現(xiàn)線路斷落而塔架仍然不倒的目標。例如，在2008年的奧運會體育場館中的羽毛球館也就是采用了相關(guān)的技術(shù)，這樣先進的技術(shù)也被世界各界所認可。 

　　4 先進的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù) 

　　4.1 改善結(jié)構(gòu)的抗震性 

　　結(jié)構(gòu)的形式對于整個建筑物的抗震效果以及抗損能力都會有所區(qū)別。如果可以采用預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)體系將可以很大程度上降低材料的損耗，具有高安全等優(yōu)點。通過國內(nèi)外的分析資料表明，預(yù)應(yīng)力對整個結(jié)構(gòu)的體系以及桿件的荷載能力都是有積極影響的。預(yù)應(yīng)力的鋼結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性，也具有較大的震動衰減率。除此之外，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)還有比較大的振動能量耗散以及比較高的自振頻率，進而使動撓度值會相對減小，相對的彈性受力階段的應(yīng)力值也會有所下降。因此，預(yù)應(yīng)力不僅僅可以在很大程度上減輕結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，降低企業(yè)支出，也減少了地震的荷載量進而加強結(jié)構(gòu)靜動力。尤其是我國地區(qū)處于許多地震帶上，發(fā)展對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的抗震作用更是迫在眉睫。 　　4.2 改善結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性 

　　眾所周知，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟指標最主要的有三項，首先是結(jié)構(gòu)實際的市場價格，其次是結(jié)構(gòu)總耗鋼量的價格，最后是制造、運輸、安裝勞動量的相關(guān)費用。但是任何費用的支出都是要保證安全的前提。在這項技術(shù)的發(fā)展之初，由于當時常常缺乏對相關(guān)的勞動量以及相關(guān)花費的具體統(tǒng)計，就只能通過結(jié)構(gòu)重量的來對預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)所取得的經(jīng)濟效益進行分析。當前，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)在我國的建筑中應(yīng)用得比較廣泛，對其進行技術(shù)經(jīng)濟的分析，就必須要采用相關(guān)的系數(shù)。例如拉索錨具這些在材料利用、加工過程、安裝過程中占有的比例指標等這樣的數(shù)據(jù)也會進一步出現(xiàn)較多的理論以及對應(yīng)的構(gòu)造方案，這樣就進一步為我們經(jīng)濟學(xué)的各項研究打下了堅實的基礎(chǔ)。 

　　4.3 改善結(jié)構(gòu)的可靠性 

　　任何的建筑工程項目最重要的就是要自始至終保證建筑的安全性、實用性、經(jīng)濟型以及整體的美觀性。作為目前一項先進的學(xué)科，目前對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程中的材料的各項性能、幾何參數(shù)以及一些計算模式的數(shù)據(jù)分析等這些方面的研究尚未深入，這樣就會進一步嚴重阻礙相關(guān)理論在預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)中的廣泛應(yīng)用。因此，我們必須要改善目前的現(xiàn)狀，對各種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的抗力極限進行詳細的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，進一步使預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中廣泛使用，以促進預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的進一步發(fā)展。 

　　預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)具有極為先進、可靠、經(jīng)濟的優(yōu)勢，由最初的產(chǎn)生到現(xiàn)在也已經(jīng)慢慢誕生出各種預(yù)應(yīng)力的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、吊掛結(jié)構(gòu)，除此之外，還有各種運用中的索膜以及索穹頂結(jié)構(gòu)，還有一些張弦等，這些現(xiàn)代化預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)所組成的大家庭。安徽富煌鋼構(gòu)股份有限公司就是其中一個進步的例子，目前，公司也正在努力發(fā)展和探究預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。公司進過努力成立了相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)委員會，通過委員會的不懈努力也已經(jīng)取得了輝煌的成績。通過不斷地探索，富煌鋼構(gòu)也已經(jīng)慢慢步入預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)快速發(fā)展的車道。 

　　5 結(jié) 語 

　　預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以在很大程度上促使鋼結(jié)構(gòu)向更加輕、更好，這已經(jīng)是眾所周知的事實，國內(nèi)外的許多著名的工程和建筑足以證明了這一點了。我們必須堅信預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)這樣的進步方向是對的，也是科學(xué)合理的。因此，對整個預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究是非常有必要的，我們要相信在科技進步的力量下，在整個工業(yè)發(fā)展進步的速度以及各位預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)工作者的不懈努力下，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)一定會有進一步的突破和提升。 

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