試論預應力大跨度空間鋼結構的應用和未來趨勢

摘 要：預應力大跨度空間鋼結構的應用是現代化發展的產物。其結構在工業建筑行業應用廣泛，它是由張力結構、網架網絡結構與立體析架結構組成的，是一種新型的建設體系。本文將論述預應力大跨度空間鋼結構的應用與未來發展趨勢。

關鍵詞：預應力；大跨度空間；鋼結構；應用；未來趨勢

隨著現代社會的不斷需要，各種建筑技術都得到了充分的應用。鋼結構具有穩定性強、使用方便快捷等多方面優勢，在相關行業中受到人們地追捧，因此其未來的發展趨勢十分廣闊，是一項值得發展推廣的行業。并且其已經成為了社會發展的必需品，預應力大跨度空間鋼結構的功能對現代建設中的橋梁建筑物與房屋建筑物有著重要的作用，不斷促進現代社會的發展。

1 預應力大跨度空間鋼結構的概述與特點

1.1 預應力大跨度空間鋼結構的概述

大跨度空間鋼結構的應用比較廣泛，它具有的優點有，承重性能強、延伸性能好、剛度性能大、施工方便。適宜地采用大跨度空間鋼結構的優點性能，能創造更多的利益。根據空間鋼結構的特點可以看出其適合于不同形狀的平面結合，但混凝土的結構模式就不適合在大跨度空間鋼結構中，因為混凝土采用的是單向板結構，它會隨著空間跨度的增大而使樓板厚度相應的增加，預期配置的鋼筋數量就不能滿足此時的建筑需要。自大跨度結構在建筑中開始大量應用以來，其就在井式樓蓋中發揮著重要作用，它的中梁、承重墻、角柱支撐等都能充分的滿足大跨度空間鋼結構的設計要求。所以，在房間的整體面積較大時，此結構就能用于門廳或大跨度的空間。在大跨度結構中采用鋼結構比采用混凝土結構的優勢明顯高出許多，并且隨著跨度范圍的不斷增大，其優勢特點會體現得更加明顯。

1.2 預應力大跨度空間鋼結構特點分析

為了滿足設計方案的需要，要合理的采用結構受力變化的手段。主要變化情況有，鋼結構的剛度、內部力量分布與位移控制手段等，根據此預應力的技術可以展現一種全新的結構形態。在當前的預應力大跨度空間鋼結構下，預制控件主要包括了以單元桿件與組合桿件為主的整合模式，對整個預應力技術都有著重要的意義，所以能有效地促進大跨度空間鋼結構的發展，并保證經濟效益的完成。預應力的施加手段主要有，第一，在外部進行預應力與桿上施加力量，對整體部分中的受力面進行調整，在確保重新安排不合理的內部狀態下，伸展到另一種形式的鋼結構中；第二，將建成空間的結構，合理的進行局部支座高差整合，從而改變支承反力大小的方向，確保整體鋼結構的分布合理與規范，以促進設計方案的正常實施。在這兩種應用中，后者的應用相對要廣泛一些，所以其優勢特點也更顯著。

2 預應力大跨度空間鋼結構的應用

在現代化社會的發展中，大跨度空間鋼結構的應用越來越廣泛，主要應用在橋梁建造、工業建筑等。大跨度鋼結構主要優勢是能減低其自身的重量且能在自重荷載的情況下正常工作。現代技術中能合理適當的把大跨度空間應用到預應力技術中，這是一個十分成功的舉措，結合以后其方式更加得合理、經濟、先進性。斜拉網格結構與索穹頂結構更是預應力大跨度空間鋼結構應用中的主要手段，其結構方式更好的實現了對工程的質量保證，以下主要探討這兩種結構模式。

2.1 結合斜拉網絡與大跨度空間結構

斜拉網絡結構與大跨度空間相結合是一種綜合的處理手段，能夠將網絡中的具體建設結構模式進行新的創新，在保證處理體系協調的同時進行整體結構調整，最終將設計的空間內部結構變得新奇與寬敞。斜拉網絡結構是一種將網絡與拉索相合的結構，利用這種結構建成的建筑物具有更加濃厚的建筑風格。此外，由于斜拉網絡結構運用了剛拉索預應力的控制作用，因此其能節省鋼材的使用量，并建設一個支承點的大跨度空間分割，以減低斜拉網絡結構的撓度，保證抵抗外界的結構張力，實現此設計方案的適用價值。

2.2 結合索穹頂結構與大跨度空間結構

索穹頂結構將斜拉索、扇形膜材、中心環、受壓圈梁合理地整合在一起，并運用于實際工程建設中，實現了不同的平面效果。而將上弦索網與中央桁架進行預應力進行適當的整合，也達到了相關的施工建設標準，最終提升了建筑的整體效果。我國當前正處于建筑鋼結構技術含量相對保守的一個狀態，因此若想要進行大規模的調整與改進，就需要引進和借鑒相關技術發達的國家，并將內部人員的專業性與整體素質逐一提高，才會對預應力大跨度空間鋼結構的發展有現實意義，進而促進建筑行業的不斷發展。

3 預應力大跨度空間鋼結構的未來趨勢

就我國預應力大跨度空間鋼結構發展的當前情況來看，雖然在技術方面還有待提高，但是預應力鋼結構的發展空間是十分廣闊的。比如，現階段國內著名的在建工程中，國家會展中心的最大跨度為126.5m（國外的另當別論），相信依照當前的進步速度來看，未來將會逐漸超越126.5m，達到400m-500m，甚至更高。進一步地提高預應力大跨度空間鋼結構的應用，是當前建筑業面臨的重大問題之一，適當合理的進行鋼結構建設新型材料的探索，是突破當前技術困境的關鍵手段之一。未來的探索方向也可朝著如何抗震與如何優化結構控制等方面出發，也可將代表著國家形象的航空建筑樓與會展中心以及體育館進行預應力大跨度空間鋼結構改造，建造出只屬于我國的、特色建筑風格的建筑物。

4 結束語

通過上文的分析不難看出，想要創建高科技的預應力大跨度空間，就要求鋼結構的工程與其設計師要經常進行交流與溝通。此外，還要將高科技技術應用到其中，只有這樣才能實現新穎空間的構建。

參考文獻：

[1]董超.預應力大跨度空間鋼結構的應用與展望[J].黑龍江科技信息，2014（03）：2.

[2]馮海斌.預應力大跨度空間鋼結構的發展前景之我見[J].中國建筑金屬結構，2013（20）：10.

[3]于瑤.預應力大跨度空間鋼結構施工淺議[J].黑龍江科技信息，2012（22）：216.

[4]劉妍.預應力大跨度空間鋼結構施工淺議[J].民營科技，2012（08）：259.