预应力钢结构应用

【摘 要】预应力钢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】大跨度；张弦粱

张弦梁结构是我国初级研究的范围和内容，在建筑领域没有专门的研究内容和方向是针对该建筑技巧和工艺的，所以本文对此建筑工艺的研究可以说是真正的独特性与技巧性的升华，对未来研究树立了点饭作用。

一、张弦梁的结构特点

第一， 利用材料的强度特点加强房屋结构的承载特点

张弦梁的独特结构在于刚性的拉杆特点与建筑的承载符合能力的结构完全对应一致，形成强有力的承载强度与承载结构，加强了建筑整体的混凝土结构能力与对应混凝土的使用能力，改善了混凝土的使用目标和使用方式，加强了混凝土的使用技巧。

第二，改善了受力的钢材结构

钢材结构的连杆在应力过后，降低了钢材连杆的最大使用承载力的范围，提高了钢材本身结构的能力，可以让钢材更加节省空间和原料。

第三 结构稳定性比较强，张弦梁结构充分提高了钢材结构的稳定性和强度，改善了钢材连杆结构的稳定性。

第四，加强了建筑结构适应性，建筑结构的适应性得到全面的提高，目的是提高建筑本身功能性和美观性效果，实现受力的全面发展。

第五，制造与运输都很方便，张弦梁的结构比较节省空间，而且自身应用节省原料，对运输的空间要求小，极大的方便了制作与运输的过程，而且在钢索的拉伸力的控制过程中可以降低张弦梁本身的施工质量，提高张弦梁的装配结构与绳索拉伸能力，改善整体刚度结构，加强绳索拉伸效果。

二、张弦梁结构中的内应力拉力的施工方式分析

第一，花蓝螺丝调节方法，利用该种方法可以有效的改善绳索与固定结构之间的配比和拉力，施加较小的力度既可以提高张弦梁的结构承载力。

第二，张拉钢索加强预拉力方法，这种方法主要是通过提高锚具和千斤顶的直接拉力，通过开展两种拉力相结合的方法，提高拉力索的长度，改善相对均衡的跨度和结构。

三、绳索预拉力的结构优化方案

通常绳索的预拉力提高与张弦梁钢材结构的跨度较大存在相关性，而且张弦梁的预拉力可以有效的提高绳索钢材的张力和张弦梁绳索的刚性结构能力，对待钢索跨度结构的拉力提高张弦梁结构具有一定的优越性，在支座的地方可以设立一种拉力装置，以便于提高拉力本身的牢固结构，加强张弦梁本身的支座力的受力状况，加强分批拉张张弦梁本身的结构能力，改善临时支座的力的分配，张弦梁的整体结构需要获得外力的变形，通过加强支座上张弦梁本身的结构改善几何形状的施工误差，提高工程本身的质量。

四、张弦梁结构中的一些重点问题

第一，施工控制问题

施工控制问题指的是张弦梁结构作为一种半刚性的融合结构，主要整体性钢结构中的横截面积与整体结构空间面积存在很多共同的特性，拥有很多整体刚度结构和几何形态结合相似于密切相关的联系，形成了钢结构发展比较合适的方向，对于张弦梁结构的施工发展阶段是一个独立的发展过程。第一部分是预拉力的确定与发展，预拉力确定是将拉力本身的整体刚度提高，以便于加强刚性本身的发展能力和刚性本身的耐久力，对于结构的承载力给予了相应的提高和分析，张弦梁结构必须要保证独立的承载力模式，将支座的支撑力给予良好的保护，提高索内拉力与结构本身的平衡性，不能让索内有所松弛。其次是要获得良好的几何形象，加强控制能力的最大值和控制能力的质量，最后要保证预拉力的最佳效果实现整体刚性结构的强度与结合形态的可持续发展能力，加强钢结构本身的承载能力，防止应力过后的结构变形。

第二，几何样式的确定，张弦梁结构的发展在形态的构造过程中会有以下几个形态，第一是放样形态，这种情况下的构件内力为0，这种状态下的集合参数只能作为工厂加工的依据，第二是在放样状态下与设计结构之间的过渡状态，加强了临时支架上的张弦梁的发展结构，降低了该状态下的受力均衡性，减少了拉力，张弦梁结构设计结构必须是适当的几何形态，加强承载受力。

第三，施工方案的选择

施工方案尽量要以提高建筑本身的承载力为主要保证建筑结构的完全统一，实现施工过程中安全性的保障，而且还要提高施工方案本身的索内拉力结构，正确使用施加力的方法，提高花篮螺丝的调节方法，改善张拉力的钢索结构，改善承载力结构等等，利用张拉力的位置与张拉力的方案加强临时支架的支座受力发展，调整较为安全的安装方法。对张弦梁结构施工状态的分析并选择施工方案是个复杂的分析决策过程，其复杂性体现在结构形体、边界约束和荷载都随施工过程变化。

五、结构稳定问题

张弦梁的稳定问题有两类，一是结构中各结构构件，如上弦杆和撑杆的稳定问题；另一类是张弦梁作为一个整体结构的稳定问题。同其他钢结构杆件一样，张弦梁结构的上弦杆和撑杆受压时亦存在失稳问题。

在结构的整体稳定性方面，首先，在张拉过程中，结构尚未成形，整体刚度较弱，如果处理不当，可能出现弦杆结构的平面外失稳和平面内失稳。其次，成形后的张弦粱结构可以看做是一类特殊的“桁架”，张弦梁结构的上弦、撑杆和索分别是该“桁架”的上弦、腹杆和下弦，与一般桁架的差别主要在于用高强度钢索代替普通桁架的下弦。再次，张弦梁结构中由于引入了张紧的预应力索，其结构的整体稳定与刚性结构有所不同，调整索、撑杆和刚性构件的相对位置，可使张弦梁结构不发生整体失稳。

六、结语：

该类结构具有结构简单，传力明确，施工方便快捷和建筑造型与结构布置能完美结合等优点，在大跨度空间结构方面具有广阔的应用前景。而目前的理论研究，尤其是结构分析与施工过程相结合的系统分析尚落后于实际工程应用，因此有必要对此进一步加以研究和探讨，提出合理的设计、施工和优化方法，以建造技术先进、经济合理、安伞适用的大跨度张弦梁结构。

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