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1、预应力及预应力刚结构预应力及预应力刚结构摘要摘要：预应力结构是近十余年来快速发展和应用的一种新型大跨空间结构形式。结构由刚度较大的抗弯构件，通常为粱。高强度的弦，通常为索。以及连接两者的撑杆组成；通过对柔性构件施加拉力，使相互连接的构件成为具有整体刚度的结构。关键词：关键词：预应力结构，预应力混凝土，预应力工程应用，特点，发展现状；那什么是预应力结构呢？预应力结构就是在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构的使用性能。预应力是改善构建抗震性能的有效途径，同时也是使高强度钢筋合理使用的一种工艺方法。预应力钢结构的主要特点特点：1、充分、反复地利用钢材弹性强度幅值
2、，从而提高结构承载力。非预应力结构承载从零应力开始达到材料设计强度 f 而终止受力，其承载力为 N1；而预应力结构承载始自于效应力 f01,其承载为 N2 及 N3，显然N3N2N1;2、改善结构受力状态，节省钢材。例如受弯构件中的部分弯矩可以施加预应力转换为轴拉力，将弯矩峰值 Mmax 降低为 Mmax%26shy;，从而构件截面可以缩小，降低用钢量。3、提高结构刚度及稳定性，改善结构的各种属性。预应力结构产生的结构变形常与荷载下的变形反向，因而结构刚度得以提高。由于布索而改变结构边界条件，所以提高结构稳定性。预应力可以调整结构循环应力特征而提高疲劳强度。由于降低结构自重而减小地震荷载，提高
3、其抗震性能等。预应力混凝土结构的主要特点特点：优点：1、提高构件的抗裂度和刚度；2、增加了结构及构件的耐久性；3、充分利用高强度材料（预拉）；4、扩大了构件的应用范围（大跨、重载、承受反复荷载的结构）。局限性：1. 施工工序多，对施工技术要求高；2. 需要专门的锚具和张拉设备以及预应力钢筋,费用比较高；3. 开裂荷载与破坏荷载比较接近，破坏前的延性相对较差。从早期预应力吊车梁，撑杆梁的简单形式发展到目前张弦桁架、索穹顶、索膜结构、玻璃幕墙等现代结构，预应力钢结构种类繁多，大致归纳为四类：传统结构型：在传统的钢结构体系上，布置索系施加预应力以改善赢利状态、降低自重及成本。例如预应力桁架、网架、网
4、壳等。例如天津宁河体育馆，攀枝花市体育馆的网架、网壳屋盖等。目前候机楼、会展中心广泛采用的张弦桁架亦归入此类。另一种是工程中应用已久的悬索结构，如北京工人体育馆，浙江人民体育馆。其结构由承重索与稳定索两组索系组成，施加预应力的目的不是降低与调整内力，而是提高与保证刚度。吊挂结构型：结构由竖向支撑物（立柱、门架、拱脚架），吊索及屋盖三部分组成。支撑物高出屋面，于其顶部下垂钢索吊挂屋盖。对吊索施加预应力以调整屋盖内力，减小挠度并形成屋盖结构的弹性支点。由于支撑物及吊索暴露于大气之中直指蓝天，所以又称暴露结构。例如江西体育馆、北京朝阳体育馆、杭州黄龙体育场等。整体张拉型：属创新结构体系，跨度结构中摈
5、弃了传统受弯构件，全部由受张索系及膜面和受压撑杆组成。屋面结构极轻，设计构思新颖，是先进结构体系中的佼佼者。例如汉城奥运主赛馆、慕尼黑奥运体育建筑群等。由于此体系属国外专利，国内尚无工程实例。张力金属膜型：金属膜片固定于边缘构件之上，既作为维护结构，又作为承重结构参与整体承受荷载。或在张力态下，将膜片固定于骨架结构之上，形成空间块体结构，覆盖跨度。两者都是在结构成型理论指导下诞生的预应力新型体系，应用于莫斯科奥运会的几个主赛场馆中，国内不掌握此项技术。预应力钢结构近年来发展迅猛发展迅猛的主要原因是：符合结构发展趋势，满足更大、更轻、更好的技术要求。任何结构体系、计算理论、新型材料、施工工艺发展
6、前进的终极目标总是要求结构物能跨度大些、自重轻些、性能好些。钢结构同比混凝土结构，砖结构具有比容重轻，比强度高加工性好，施工快捷等优点。钢结构与预应力技术结合后，优点更为突出。预应力钢结构设计理论完全符合钢结构成型理论中。“兼并功能”、“材料集中使用”、“建立张力体系”、“引入预应力”、“提高抗震性”等诸多原则，发展成为工程结构学科中的优秀体系。符合加工批量化、构件商品化、施工装配化的现代工业生产规律预应力钢结构的构件皆可在工厂生产与组装，在工地组拼成部件或整体，屋盖体一次吊装就位。将现场制造工地转变为装配工地，将空中作业转换为地面作业，可以进行安全、快速的文明施工。符合可持续发展原则，绿色生态要求及现代特征节制对自然资源的索取与消耗，节约对不可再生能源的开发与利用是现代经济建设中应当遵守的理念。预应力钢结构中材料可以合理使用、节约使用、反复使用、循环使用，它十分符合可持续发展原则。钢材属于无害，无污染可回收再生使用的“绿色建材”，不危害生态环境。现代新材料围护结构依附于预应力钢结构之上，造型新颖、多姿多彩，极富现代气息。
