預應力鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點有哪些?

發(fā)布時間:2025-02-17
預應力鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點有哪些?
預應力鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點有四個。
一是可以充分、反復地利用鋼材彈性強度幅值,從而提高結(jié)構(gòu)承載能力。傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的承載力是從材料的零應力狀態(tài)開始,逐漸加載而達到材料設計強度而終止受力的,其承載力即為結(jié)構(gòu)承受各種荷載的總和。而預應力鋼結(jié)構(gòu)承載力則始于預應力產(chǎn)生的負應力狀態(tài)。預應力鋼結(jié)構(gòu)受載后,材料經(jīng)過負應力→零應力→正應力→設計強度應力,達到結(jié)構(gòu)的承載力終值。所以,結(jié)構(gòu)承載力提高部分是由材料從負應力至零應力這一階段貢獻的。多次預應力鋼結(jié)構(gòu)具有多次從負應力至零應力的受載過程,因此,其能多次作出貢獻,所以具有更大的承載能力。
二是可以改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài),降低應力峰值。譬如,受彎構(gòu)件中的峰值彎矩,可以通過增加撐桿施加預應力,將部分彎矩轉(zhuǎn)換為軸向力。因此,將彎矩峰值降低,并減小構(gòu)件截面,甚至利用預應力技術(shù)創(chuàng)造出零彎矩的橫向結(jié)構(gòu)體系,如索穹頂。
三是可以提高結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性,改善結(jié)構(gòu)的各種屬性。預應力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形常與荷載下變形反向,因而結(jié)構(gòu)剛度得以提高。由于布索而改變結(jié)構(gòu)邊界條件,可以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。預應力可以調(diào)整結(jié)構(gòu)循環(huán)應力特征而提高疲勞強度。降低結(jié)構(gòu)自重而減小地震荷載,從而提高其抗震性能等。
四是可以降低用鋼量,節(jié)約成本。挖掘鋼材強度潛力,改善結(jié)構(gòu)邊界條件,優(yōu)化結(jié)構(gòu)桿件、截面尺寸,創(chuàng)新承重結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)勢的總和,必然反映在降低鋼材總量上。在保證結(jié)構(gòu)承載和使用功能的前提下,節(jié)約材料消耗量、降低成本,就是設計人員在本職工作中體現(xiàn)“低碳經(jīng)濟”、“綠色建筑”理念的大事。
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