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預應力鋼結構大大減少鋼材用量

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2011-06-10 16:03:30 [收藏]
    作為低碳環(huán)保的綠色建筑，鋼結構建筑理應為構建資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )發(fā)揮更大的作用。從目前情況看，我國鋼結構建筑所占的比率依然很低，只有不到9%，遠遠沒(méi)...
    關(guān)鍵詞：鋼材 減少 大大 鋼結構
        作為低碳環(huán)保的綠色建筑，鋼結構建筑理應為構建資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )發(fā)揮更大的作用。從目前情況看，我國鋼結構建筑所占的比率依然很低，只有不到9%，遠遠沒(méi)有達到發(fā)達國家30%的水平。此外，全國有橋梁70多萬(wàn)座，鋼橋只有不到2%，而日本、美國的比例是40%。由此可見(jiàn)，原材料并不是制約我國鋼結構發(fā)展的根本原因。鳥(niǎo)巢、水立方，以及上海世博會(huì )等一大批鋼結構建筑的出現，也充分證明中國鋼結構制作、施工技術(shù)達到了世界一流水準。因此，轉變傳統的建筑觀(guān)念，進(jìn)一步完善鋼結構建筑的人居功能，應該是促進(jìn)鋼結構發(fā)展的可行之路。

        近些年，由于許多大型公共建筑都采用了鋼結構，使鋼結構建筑在我國的影響日益擴大。但是，由于我國相關(guān)的鋼結構標準、設計規范的不健全，鋼結構住宅至今沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。此外，我國建了一批具有很強視覺(jué)沖擊力的建筑，浪費了大量的鋼材，給社會(huì )造成一種誤解，認為鋼結構就是浪費鋼材。那么，鋼結構建筑應該如何發(fā)展，才能減少對鋼材的過(guò)度使用呢？

        發(fā)展預應力鋼結構應該可以成為一種選擇。所謂預應力鋼結構，是人們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(shù)創(chuàng )建新體系。它的主要特點(diǎn)有：①充分、反復地利用鋼材彈性強度幅值，從而提高結構承載力。②改善結構受力狀態(tài)，節省鋼材。從現在的情況看，預應力結構可以節省鋼材30%。③提高結構剛度及穩定性，改善結構的各種屬性。

        預應力鋼結構能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，可以節省大量鋼材，降低綜合造價(jià)。預應力鋼結構的經(jīng)濟性與結構體系、布索方案與工藝、荷載性質(zhì)與力度、結構構造與節點(diǎn)、安裝方法與材料價(jià)格等眾多因素有關(guān)。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(shí)可節約鋼材10%~20%，多次張拉時(shí)可節約鋼材20%~40%。而預應力創(chuàng )新體系結構與非預應力傳統結構相比要節約鋼材幾倍至幾十倍?？傊?，結構材料中的強度潛力越大，采用預應力的經(jīng)濟效益越高。例如在實(shí)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(jīng)濟效益同比格構梁要高許多。

        預應力鋼結構輕挑，容易控制，整個(gè)結構可以減少用鋼量。一定要注意優(yōu)化設計問(wèn)題，包括網(wǎng)格、受力的均勻，網(wǎng)格的尺寸，每日的溫差變化，在優(yōu)化設計時(shí)都要考慮進(jìn)去。此外，還有風(fēng)的問(wèn)題、結構的敏感度、疲勞度等，都需要特別注意。目前，我國代表性的預應力鋼結構建筑主要有建成的有湖南常德體育館(120米×80米)、浙江黃龍體育場(chǎng)、貴陽(yáng)體育中心(跨度200米，最大懸挑49米)、國家體育館、北京工業(yè)大學(xué)羽毛球館等，在建的有黃河壺口博物館、鄂爾多斯東勝體育館、山東聊城體育場(chǎng)等。其中，東勝體育館用鋼12000噸，鋼結構面積4萬(wàn)平方米，每平方米用鋼300公斤。用鋼過(guò)多，預應力鋼結構拉索起作用之后，應該明顯減少用鋼量。常規應該是每平方米15公斤~200公斤，水立方是每平方米240公斤，北工大羽毛球館是每平方米62公斤。

        實(shí)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。目前，我國已經(jīng)出版了《現代預應力鋼結構》(作者陸賜麟)、《預應力鋼結構技術(shù)規程》(作者：北京工業(yè)大學(xué)/中國鋼結構協(xié)會(huì )專(zhuān)家委員會(huì ))等專(zhuān)著(zhù)和技術(shù)規程，也培養了一批從事預應力研究的碩士和博士，為發(fā)展預應力鋼結構打下了一定的基礎。
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