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预应力型钢结构的类型及应用范围

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-02-26 字体大小:【

  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、网壳等。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,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。

  整体张拉型:

  属创新结构体系,跨度结构中摈弃了传统受弯构件,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。

  预应力钢结构的应用范围:

  凡是钢结构适用的地方都可以用预应力钢结构取代以改善结构性能降低钢耗。尤其在跨度大,荷载重的情况下经济效益更为显著。对预应力钢结构应用广泛的领域是房屋建筑结构,如体育场馆、会展中心、剧院、商场、飞机库、候机楼等大型公共建筑中。在高层建筑中也有采用预应力钢结构的实例。

  另一个应用较多的领域是桥梁结构,国内外许多悬索桥,斜拉桥都是技术成熟的工程实践。高耸构筑物是利用预应力增强结构刚度的一种类型,由于拉索作用大大提高塔桅结构的水平刚度,如悉尼电视塔、巴塞罗那电讯塔、北京华北电力调度塔以及许多高压输电线路塔架等。把预应力技术用于服役钢结构的加固补强上更是内容丰富、种类繁多。预应力技术用于轻钢结构、钢板结构的研究已经启动,其在工程中的应用与发展有待深入。

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