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大跨度空間鋼結構施工技術(shù)邁上新臺階

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2010-09-27 11:18:37 [收藏]
    前不久，《大跨度空間鋼結構預應力施工技術(shù)研究與應用》通過(guò)了2010年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎的初評。該項技術(shù)的應用在一定程度上解決了大跨度空間鋼結構施工的難題，...
    關(guān)鍵詞：
        前不久，《大跨度空間鋼結構預應力施工技術(shù)研究與應用》通過(guò)了2010年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎的初評。該項技術(shù)的應用在一定程度上解決了大跨度空間鋼結構施工的難題，并對鋼結構施工領(lǐng)域新技術(shù)的研發(fā)和應用起到了積極推進(jìn)作用。

        據清華大學(xué)一位鋼結構專(zhuān)家介紹說(shuō)，預應力鋼結構是在對結構施加荷載之前，經(jīng)過(guò)預加應力來(lái)調整結構內力分布，以充分發(fā)揮材料強度或增大結構剛度的一種鋼結構。其涉及到預應力施工技術(shù)研究與應用，有張弦桁架、掌拱、斜柱風(fēng)格等多項施工技術(shù)。預應力鋼結構通過(guò)預加力作用可以改善結構的受力狀態(tài)，降低內力峰值。預加力可以平衡內部作用在構件上的荷載，因而能減小構件的截面積，節約用鋼量。同時(shí)，鋼結構在施加預應力后，能使鋼材的拉、壓強度在同一構件中得到充分利用，大幅度提高彈性承載能力。預應力鋼結構在20世紀50年代就已出現，近年來(lái)，由于高強鋼索、纖維增強薄膜等新型材料以及大跨度空間鋼結構逐漸增多，預應力鋼結構得到廣泛應用。如獲得中國建筑鋼結構金獎的鄭州新鄭國際機場(chǎng)航站樓。該航站樓屋蓋鋼結構采用曲線(xiàn)箱型梁與空間拉索組合結構體系，設計新穎，造型獨特。該結構把剛性拱和柔性索結合起來(lái)以共同抵抗外荷載作用，剛柔相濟，既發(fā)揮了高強鋼索的抗拉性能，又充分利用了拱的壓彎能力。

        據了解，預應力鋼結構工程在2010年上海世博工程中也有應用，如世博主題館的鋼結構施工就采用了此項技術(shù)。主題館屋面主體結構分別采用的是張弦桁架結構和普通鋼桁架結構，要進(jìn)行跨度達126米的跨雙索張弦桁架預應力拉索施工。施工中要求單榀張弦桁架雙索張拉的同步性索力均勻，面臨著(zhù)非平面布置的檁條和交叉撐安裝時(shí)機選擇、相鄰長(cháng)弦桁架索力等問(wèn)題。此項工程的承建方寶冶集團與東南大學(xué)在施工前就應用先進(jìn)軟件進(jìn)行張弦桁架結構科學(xué)分析，模擬施工全過(guò)程，分析掌握了大量的數據。通過(guò)有限元建模進(jìn)行張拉施工全過(guò)程分析，對不同工況下索的施工張拉力以及結構變形，對工程張弦桁架施工遇到的各榀桁架依次張拉，雙索同步張拉、折線(xiàn)形索各索段索力均勻性、索力監測等關(guān)鍵問(wèn)題形成了解決方案，并在施工中取得了預期的效果。

        有關(guān)鋼結構專(zhuān)家介紹說(shuō)，《大跨度空間鋼結構預應力施工技術(shù)研究與應用》成果，在理論上，符合鋼結構成型理論中的兼并功能、材料集中使用、建立張力體系、引入預應力、提高抗震性等諸多原則，具有先進(jìn)性。在實(shí)際運用中，達到了結構加工批量化、構件整體化、施工裝配化。預應力鋼結構的構件在工廠(chǎng)生產(chǎn)與組裝，在工地組拼成部件或整體，屋蓋體一次吊裝就位，可以進(jìn)行安全、快速的文明施工。在低碳環(huán)保上，一些新技術(shù)的采用，使施工材料可以得到充分合理的使用，降低了碳排放，減少了能源消耗，具有良好的應用前景。
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