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大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術邁上新臺階

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2010-09-27 11:18:37 [收藏]
    前不久，《大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)預應力施工技術研究與應用》通過了2010年度國家科學技術進步獎的初評。該項技術的應用在一定程度上解決了大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工的難題，...
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        前不久，《大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)預應力施工技術研究與應用》通過了2010年度國家科學技術進步獎的初評。該項技術的應用在一定程度上解決了大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工的難題，并對鋼結(jié)構(gòu)施工領域新技術的研發(fā)和應用起到了積極推進作用。

        據(jù)清華大學一位鋼結(jié)構(gòu)專家介紹說，預應力鋼結(jié)構(gòu)是在對結(jié)構(gòu)施加荷載之前，經(jīng)過預加應力來調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，以充分發(fā)揮材料強度或增大結(jié)構(gòu)剛度的一種鋼結(jié)構(gòu)。其涉及到預應力施工技術研究與應用，有張弦桁架、掌拱、斜柱風格等多項施工技術。預應力鋼結(jié)構(gòu)通過預加力作用可以改善結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，降低內(nèi)力峰值。預加力可以平衡內(nèi)部作用在構(gòu)件上的荷載，因而能減小構(gòu)件的截面積，節(jié)約用鋼量。同時，鋼結(jié)構(gòu)在施加預應力后，能使鋼材的拉、壓強度在同一構(gòu)件中得到充分利用，大幅度提高彈性承載能力。預應力鋼結(jié)構(gòu)在20世紀50年代就已出現(xiàn)，近年來，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(jié)構(gòu)逐漸增多，預應力鋼結(jié)構(gòu)得到廣泛應用。如獲得中國建筑鋼結(jié)構(gòu)金獎的鄭州新鄭國際機場航站樓。該航站樓屋蓋鋼結(jié)構(gòu)采用曲線箱型梁與空間拉索組合結(jié)構(gòu)體系，設計新穎，造型獨特。該結(jié)構(gòu)把剛性拱和柔性索結(jié)合起來以共同抵抗外荷載作用，剛?cè)嵯酀?，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(jù)了解，預應力鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)施工就采用了此項技術。主題館屋面主體結(jié)構(gòu)分別采用的是張弦桁架結(jié)構(gòu)和普通鋼桁架結(jié)構(gòu)，要進行跨度達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，面臨著非平面布置的檁條和交叉撐安裝時機選擇、相鄰長弦桁架索力等問題。此項工程的承建方寶冶集團與東南大學在施工前就應用先進軟件進行張弦桁架結(jié)構(gòu)科學分析，模擬施工全過程，分析掌握了大量的數(shù)據(jù)。通過有限元建模進行張拉施工全過程分析，對不同工況下索的施工張拉力以及結(jié)構(gòu)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、折線形索各索段索力均勻性、索力監(jiān)測等關鍵問題形成了解決方案，并在施工中取得了預期的效果。

        有關鋼結(jié)構(gòu)專家介紹說，《大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)預應力施工技術研究與應用》成果，在理論上，符合鋼結(jié)構(gòu)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，具有先進性。在實際運用中，達到了結(jié)構(gòu)加工批量化、構(gòu)件整體化、施工裝配化。預應力鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在工廠生產(chǎn)與組裝，在工地組拼成部件或整體，屋蓋體一次吊裝就位，可以進行安全、快速的文明施工。在低碳環(huán)保上，一些新技術的采用，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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