大跨空間鋼結構預應力施工技術研究與應用

【摘要】隨著工業化水平的不斷提高，我國的整體工業在進行空間結構的設計過程中，針對大跨度空間鋼結構預應力技術在社會中的地位逐漸升高。比如采用預應力技術用以改善大跨度空間的內里峰值和結構剛度，是一種新型的建設體系。本文通過對大跨度空間鋼結構預應力技術的應用進行分析，從而探討大跨度空間鋼結構預應力的展望。

【關鍵詞】預應力技術；鋼結構；應用

目前，由于社會經濟的快速發展，城市建筑所需愈發增加。因為在建筑中的構造技術持續豐富，令各種建筑內的鋼結構使用的趨勢逐步提升。鋼結構自身具備了較強的穩定性，對于建筑的運用過程不但十分便利，還尤為快捷，所以在相應的建筑行業當中，鋼結構的使用十分普遍，鋼結構未來的發展也會被人們所重視。鋼結構本身具有的穩定性強的特點，在建設使用過程中又有方便和快捷等優點，在相關建筑行業中，鋼結構應用較為廣泛，受到了業界人士的一致認同。由此看來，預應力大跨度空間鋼結構，在未來具有非常廣闊的發展前景，值得推廣。

1、大跨度空間鋼結構預應力技術的概述及特點

1.1大跨度空間鋼結構預應力技術概述

大跨度空間鋼結構預應力技術的應用十分普遍，其具備了良好的優越性、較強的承重性、較大的剛度性能、良好的延展性能、便利的施工。適當使用大跨度空間鋼結構的優勢及性能，可以有利于打造更多的利益。依照空間鋼結構的特征能夠發現，其適應于各種形狀的平面中，可是混凝土構造方式則無法符合大跨度空間鋼結構，這是由于混凝土使用的為單向板結構，其會由于空間跨度的加大而令樓板厚度隨之加大，預期配置的鋼筋數量則無法符合當前的建筑所需。隨著大跨度結構在建筑中逐步運用，則在井式樓蓋內展現出主要的作用，其中梁、承重墻、角柱支撐等方面均完全符合大跨度空間鋼結構預應力的設計標準。因此，當房間的總體面積過大時，這一結構則可以用在門廳乃至大跨度空間。對于大跨度結構內使用鋼結構比運用混凝土結構的優勢超出許多，而且由于跨度范疇的持續加大，其優點則會更加明顯地展現出來。

1.2特點

根據預應力大跨度鋼結構受力變化特性，可結合實際建設設計需要予以利用。預應力大跨度鋼結構中，主要具有變化的因素包含：鋼結構的整體剛度、結構內部力量分布、位移控制等。預制控件主要為預應力大跨度鋼結構中以單元桿件和組合桿件的整合模式，此模式對預應力有著十分重要的意義，它可直接影響大跨度空間鋼結構的發展情況，同時還可保證一定經濟效益。施加預應力的主要手段為兩種，其一為在結構外部進行預應力和桿上加力，對整體的受力部分進行調整，在內部重新安排不合理的情況下，伸展到另外一種形式的鋼結構中；其二，空間結構合理布局，改變支撐反力大小所在方向，整體鋼結構需設計合理且規范，促進設計方案落實。

2、預應力大跨度空間結構的主要應用

2.1斜拉網格結構

結合斜拉技術進行預應力手段的綜合處理，實現網格具體結構模式的創新，確保在一定協同處理體系中，進行整體結構的修整，保證內部空間結構的寬廣、造型的新奇。實現具有一定欣賞要求的建筑特色風格，這種借助塔柱、網格和拉索進行協調組合的結構，可以充分發揮一定強度的剛拉索預應力的合理控制效果，保證鋼材用量的充分節省，同時實現反向地面在整個支承點的跨度分割，減小具體的結構撓度，確保張拉拉索在進行分工撓度和內力預加控制的效應，以抵消外載作用下的結構應力，實現具體風荷載量在具體控制設計方案的應用價值，結合穩定索進行預應力的合理控制，會保證整體結構的合理規范，實現必要的施工質量。

2.2弦支彎頂結構

該結構主要應用中心環、受壓圈梁、斜拉索、扇形膜材等進行綜合組裝，其它抑制，其彈性支撐可提高單層網殼的穩定性和結構剛度，由于其上層為剛性，可將膜材取消使用常規的夾芯板予以代替，在提高建筑物室內的保溫性能和隔熱性能的同時，還能大幅度的節省工程造價成本。

2.3預應力網格結構

在工作中，透過技術人員把當前預應力技術與空間網格結構相融合，則能夠打造出預應力網格結構。通常狀態下，在空間網格結構內施加預應力的方式有以下兩類：首先，在空間網格結構四周設定相關的預應力索或在下弦平面中設定預應力索，如此則可以結合為預應力網格結構：其次，在空間網格結構創建當中施加預應力，透過適宜的協調而變為預應力網格結構。

2.4預應力張弦梁與弦析架結構

張弦梁結構是上弦抗彎受壓構件和下弦受拉鋼索而形成，在工程總主要表現為受壓撐桿互相連接的自平衡結構體：弦析架結構是受壓撐桿連接上部抗彎受壓拱式析架和下部所形成，在工程總主要表現為受拉鋼索而形成的自平衡結構體。這兩種結構在用鋼方面有增加用量的趨勢。施工難度較大。

2.5對角線布索體外預應力平板型網架

對角線布索體外預應力平板型網架最初使用在前蘇聯，通過前蘇聯的建筑舉例，在1977年的福爾日思科的某一商業中心，建筑面積在72mX17m。我國河南某空間結構廠在1993年運用同等原理以及布索形式創建對角線布索體外預應力平板型網架，以此展現出對角線布索體外預應力平板型網架的優勢，而不足之處則為預應力結構體系并不完善，構造十分艱難。

就我國目前預應力大跨度空間的鋼結構使用情況來看，其發展空間十分廣闊，未來將朝著結構可具有防震性能和優化結構等方向前進。目前我國尚在研究的新型的結構有：大跨度體內預應力平板網架新型結構、面斜拉式預應力平板網架新型結構等，這兩種結構主要為克服對角線折線布索室內體外預應力平板網架結構方面的不足。

結語：

目前，在工程技術人員的努力下，預應力鋼結構構件在國內不斷發展并走向成熟，滿足了大跨度的需求，被廣泛的運用在機場候機廳、體育館、工業廠房等工程實際中。在此過程中，預應力鋼結構的材質、結構樣式、施工應用技術不斷進步，確保了設計時提出的大跨度鋼結構力與形的要求。