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預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)大大減少鋼材用量

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)建筑理應(yīng)為構(gòu)建資源節(jié)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(jié)構(gòu)建筑所占的比率依然很低，只有不到9%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒...
    關(guān)鍵詞：
        作為低碳環(huán)保的綠色建筑，鋼結(jié)構(gòu)建筑理應(yīng)為構(gòu)建資源節(jié)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(jié)構(gòu)建筑所占的比率依然很低，只有不到9%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到發(fā)達(dá)國家30%的水平。此外，全國有橋梁70多萬座，鋼橋只有不到2%，而日本、美國的比例是40%。由此可見，原材料并不是制約我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的根本原因。鳥巢、水立方，以及上海世博會(huì)等一大批鋼結(jié)構(gòu)建筑的出現(xiàn)，也充分證明中國鋼結(jié)構(gòu)制作、施工技術(shù)達(dá)到了世界一流水準(zhǔn)。因此，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的建筑觀念，進(jìn)一步完善鋼結(jié)構(gòu)建筑的人居功能，應(yīng)該是促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，使鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國的影響日益擴(kuò)大。但是，由于我國相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范的不健全，鋼結(jié)構(gòu)住宅至今沒有發(fā)展起來。此外，我國建了一批具有很強(qiáng)視覺沖擊力的建筑，浪費(fèi)了大量的鋼材，給社會(huì)造成一種誤解，認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)就是浪費(fèi)鋼材。那么，鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)該如何發(fā)展，才能減少對(duì)鋼材的過度使用呢？

        發(fā)展預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該可以成為一種選擇。所謂預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)，是人們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)承重體系中有意識(shí)地引入人為應(yīng)力以抵消荷載應(yīng)力，調(diào)整內(nèi)力峰值，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性，改善結(jié)構(gòu)其他屬性以及利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)創(chuàng)建新體系。它的主要特點(diǎn)有：①充分、反復(fù)地利用鋼材彈性強(qiáng)度幅值，從而提高結(jié)構(gòu)承載力。②改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，節(jié)省鋼材。從現(xiàn)在的情況看，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)可以節(jié)省鋼材30%。③提高結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性，改善結(jié)構(gòu)的各種屬性。

        預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，可以節(jié)省大量鋼材，降低綜合造價(jià)。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性與結(jié)構(gòu)體系、布索方案與工藝、荷載性質(zhì)與力度、結(jié)構(gòu)構(gòu)造與節(jié)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(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)比非預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)采用單次張拉時(shí)可節(jié)約鋼材10%~20%，多次張拉時(shí)可節(jié)約鋼材20%~40%。而預(yù)應(yīng)力創(chuàng)新體系結(jié)構(gòu)與非預(yù)應(yīng)力傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比要節(jié)約鋼材幾倍至幾十倍。總之，結(jié)構(gòu)材料中的強(qiáng)度潛力越大，采用預(yù)應(yīng)力的經(jīng)濟(jì)效益越高。例如在實(shí)腹梁截面重心軸附近存有大量強(qiáng)度潛力。采用預(yù)應(yīng)力后其經(jīng)濟(jì)效益同比格構(gòu)梁要高許多。

        預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)輕挑，容易控制，整個(gè)結(jié)構(gòu)可以減少用鋼量。一定要注意優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，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(shè)計(jì)時(shí)都要考慮進(jìn)去。此外，還有風(fēng)的問題、結(jié)構(gòu)的敏感度、疲勞度等，都需要特別注意。目前，我國代表性的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)建筑主要有建成的有湖南常德體育館(120米×80米)、浙江黃龍?bào)w育場、貴陽體育中心(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、山東聊城體育場等。其中，東勝體育館用鋼12000噸，鋼結(jié)構(gòu)面積4萬平方米，每平方米用鋼300公斤。用鋼過多，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)拉索起作用之后，應(yīng)該明顯減少用鋼量。常規(guī)應(yīng)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(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)是安全、輕巧、有效的，得到了國內(nèi)外施工單位、同行的認(rèn)可。目前，我國已經(jīng)出版了《現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)》(作者陸賜麟)、《預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(作者：北京工業(yè)大學(xué)/中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)專家委員會(huì))等專著和技術(shù)規(guī)程，也培養(yǎng)了一批從事預(yù)應(yīng)力研究的碩士和博士，為發(fā)展預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)打下了一定的基礎(chǔ)。
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