试论预应力大跨度空间钢结构的应用和未来趋势

摘 要：预应力大跨度空间钢结构的应用是现代化发展的产物。其结构在工业建筑行业应用广泛，它是由张力结构、网架网络结构与立体析架结构组成的，是一种新型的建设体系。本文将论述预应力大跨度空间钢结构的应用与未来发展趋势。

关键词：预应力；大跨度空间；钢结构；应用；未来趋势

随着现代社会的不断需要，各种建筑技术都得到了充分的应用。钢结构具有稳定性强、使用方便快捷等多方面优势，在相关行业中受到人们地追捧，因此其未来的发展趋势十分广阔，是一项值得发展推广的行业。并且其已经成为了社会发展的必需品，预应力大跨度空间钢结构的功能对现代建设中的桥梁建筑物与房屋建筑物有着重要的作用，不断促进现代社会的发展。

1 预应力大跨度空间钢结构的概述与特点

1.1 预应力大跨度空间钢结构的概述

大跨度空间钢结构的应用比较广泛，它具有的优点有，承重性能强、延伸性能好、刚度性能大、施工方便。适宜地采用大跨度空间钢结构的优点性能，能创造更多的利益。根据空间钢结构的特点可以看出其适合于不同形状的平面结合，但混凝土的结构模式就不适合在大跨度空间钢结构中，因为混凝土采用的是单向板结构，它会随着空间跨度的增大而使楼板厚度相应的增加，预期配置的钢筋数量就不能满足此时的建筑需要。自大跨度结构在建筑中开始大量应用以来，其就在井式楼盖中发挥着重要作用，它的中梁、承重墙、角柱支撑等都能充分的满足大跨度空间钢结构的设计要求。所以，在房间的整体面积较大时，此结构就能用于门厅或大跨度的空间。在大跨度结构中采用钢结构比采用混凝土结构的优势明显高出许多，并且随着跨度范围的不断增大，其优势特点会体现得更加明显。

1.2 预应力大跨度空间钢结构特点分析

为了满足设计方案的需要，要合理的采用结构受力变化的手段。主要变化情况有，钢结构的刚度、内部力量分布与位移控制手段等，根据此预应力的技术可以展现一种全新的结构形态。在当前的预应力大跨度空间钢结构下，预制控件主要包括了以单元杆件与组合杆件为主的整合模式，对整个预应力技术都有着重要的意义，所以能有效地促进大跨度空间钢结构的发展，并保证经济效益的完成。预应力的施加手段主要有，第一，在外部进行预应力与杆上施加力量，对整体部分中的受力面进行调整，在确保重新安排不合理的内部状态下，伸展到另一种形式的钢结构中；第二，将建成空间的结构，合理的进行局部支座高差整合，从而改变支承反力大小的方向，确保整体钢结构的分布合理与规范，以促进设计方案的正常实施。在这两种应用中，后者的应用相对要广泛一些，所以其优势特点也更显著。

2 预应力大跨度空间钢结构的应用

在现代化社会的发展中，大跨度空间钢结构的应用越来越广泛，主要应用在桥梁建造、工业建筑等。大跨度钢结构主要优势是能减低其自身的重量且能在自重荷载的情况下正常工作。现代技术中能合理适当的把大跨度空间应用到预应力技术中，这是一个十分成功的举措，结合以后其方式更加得合理、经济、先进性。斜拉网格结构与索穹顶结构更是预应力大跨度空间钢结构应用中的主要手段，其结构方式更好的实现了对工程的质量保证，以下主要探讨这两种结构模式。

2.1 结合斜拉网络与大跨度空间结构

斜拉网络结构与大跨度空间相结合是一种综合的处理手段，能够将网络中的具体建设结构模式进行新的创新，在保证处理体系协调的同时进行整体结构调整，最终将设计的空间内部结构变得新奇与宽敞。斜拉网络结构是一种将网络与拉索相合的结构，利用这种结构建成的建筑物具有更加浓厚的建筑风格。此外，由于斜拉网络结构运用了刚拉索预应力的控制作用，因此其能节省钢材的使用量，并建设一个支承点的大跨度空间分割，以减低斜拉网络结构的挠度，保证抵抗外界的结构张力，实现此设计方案的适用价值。

2.2 结合索穹顶结构与大跨度空间结构

索穹顶结构将斜拉索、扇形膜材、中心环、受压圈梁合理地整合在一起，并运用于实际工程建设中，实现了不同的平面效果。而将上弦索网与中央桁架进行预应力进行适当的整合，也达到了相关的施工建设标准，最终提升了建筑的整体效果。我国当前正处于建筑钢结构技术含量相对保守的一个状态，因此若想要进行大规模的调整与改进，就需要引进和借鉴相关技术发达的国家，并将内部人员的专业性与整体素质逐一提高，才会对预应力大跨度空间钢结构的发展有现实意义，进而促进建筑行业的不断发展。

3 预应力大跨度空间钢结构的未来趋势

就我国预应力大跨度空间钢结构发展的当前情况来看，虽然在技术方面还有待提高，但是预应力钢结构的发展空间是十分广阔的。比如，现阶段国内著名的在建工程中，国家会展中心的最大跨度为126.5m（国外的另当别论），相信依照当前的进步速度来看，未来将会逐渐超越126.5m，达到400m-500m，甚至更高。进一步地提高预应力大跨度空间钢结构的应用，是当前建筑业面临的重大问题之一，适当合理的进行钢结构建设新型材料的探索，是突破当前技术困境的关键手段之一。未来的探索方向也可朝着如何抗震与如何优化结构控制等方面出发，也可将代表着国家形象的航空建筑楼与会展中心以及体育馆进行预应力大跨度空间钢结构改造，建造出只属于我国的、特色建筑风格的建筑物。

4 结束语

通过上文的分析不难看出，想要创建高科技的预应力大跨度空间，就要求钢结构的工程与其设计师要经常进行交流与沟通。此外，还要将高科技技术应用到其中，只有这样才能实现新颖空间的构建。

参考文献：

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