近些年,許多大型公共建筑都采用了鋼結構,這使鋼結構建筑在我國的影響日益擴大。但是,由于我國相關的鋼結構標準、設計規范的不健全,此外還因一批造型怪誕的建筑物浪費了大量的鋼材,給社會造成一種誤解,認為鋼結構是一種浪費。顯然觀念上的沖突也是事出有因。那么,鋼結構建筑應該如何發展,才能減少對鋼材的過度使用呢?
發展預應力鋼結構應該可以成為一種有效的選擇。所謂預應力鋼結構,是在鋼結構承重體系中有意識地引入人為應力以抵消荷載應力,調整內力峰值,增強結構剛度及穩定性,改善結構其他屬性以及利用預應力技術創建新體系。
預應力鋼結構的主要特點有:
一是充分、反復地利用鋼材彈性強度幅值,從而提高結構承載力;
二是改善結構受力狀態,節省鋼材。從現在的情況看,預應力結構可以節省鋼材30%;
三是提高結構剛度及穩定性,改善結構的各種屬性。
預應力鋼結構能夠節省大量鋼材,降低綜合造價。其經濟性與結構體系、布索方案及工藝、荷載性質及力度、結構構造及節點、安裝方法及材料價格等眾多因素有關。正常情況下,預應力鋼結構比非預應力鋼結構采用單次張拉時可節約鋼材10%~20%,多次張拉時可節約鋼材20%~40%,而預應力創新體系結構則能實現更大程度的節約?傊,結構材料中的強度潛力越大,采用預應力的經濟效益越高。例如在實腹梁截面重心軸附近存有大量強度潛力,采用預應力后其經濟效益同比格構梁要高許多。預應力鋼結構輕挑,容易控制。如果在優化設計時,把包括網格、受力的均勻,網格的尺寸,每日的溫差變化等因素都考慮進去,此外,還有風的問題、結構的敏感度、疲勞度等都予以特別注意,就能實現對鋼材使用的有效減少。實踐證明,預應力鋼結構是安全、輕巧、有效的,得到了國內外施工單位、同行的認可。
作者 吳漣
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