对预应力钢结构技术的研究
摘 要：预应力钢结构技术在我国已经发展和推进将近50年了，许多预应力钢结构技术方面的研究和理论为预应力钢结构技术的真正实践打下了坚实的基础。目前随着科技的进步和经济的不断发展，各种关于预应力钢结构技术的研究和设想也层出不穷。文章主要结合工作实践进行总结分析。
关键词：预应力；结构；技术
中图分类号：TU394 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0150-02
1 预应力钢结构技术在我国的发展现状
20世纪中叶，伴随着预应力钢结构技术的广泛应用，让我国的国民经济得到了快速的发展。许多探究这方面的专家都慢慢开始以传统的钢结构基础，对预应力钢材的技术开始有了进一步的开发设计和深入研究，因此关于预应力钢结构技术的各种大型工程也就应运而生。比如大同煤矿，山西太原钢材厂等这些在很大程度上都取到了很好经济效益的项目。
随着经济发展的不断加快和进步，预应力钢结构技术也慢慢与许多的高新技术相联系，也在探索中诞生出了许多适应新时代经济发展需求的预应力钢结构技术。比如，众所周知的在天津市宁河体育馆、华北电力的调度塔等这些我们再熟悉不过的建筑都融入了当时非常先进的预应力钢结构技术。进入21世纪之后，北京奥运会的到来，越来越多的人也把注意力放在预应力钢结构技术上，也在这个特别的时期得到了更有效的推进和发展。在这个时期，我国许多奥运体育馆都采用了预应力钢结构这项技术。这些建筑都以其特殊的建筑艺术造型屹立于各种建筑中。利用预应力钢结构技术所筑建的羽毛球馆还受到了整个国际奥委会以及世界羽联的高度赞扬。这些都是我国预应力钢结构技术工作者对预应力钢结构技术所做出的杰出贡献。
这些年来，预应力钢结构这项技术在我国也受到了足够的关注和重视。从这项工程的实践中我们也可以推断出，目前我国的这项技术已经有了较为完善的专业队伍。在科技技术方面，我们都在不断地探索和思考，努力推进和发展预应力钢结构技术。尽管目前也存在着较大的阻力和压力，预应力钢结构技术的某些方面也没有完善、成熟、改进。但是总的来说，我国已经进入预应力钢结构技术较高的水平，并且某些技术已经在国际上处于遥遥领先的地位。
2 对预应力钢结构技术进行大胆设想，推动其发展
随着科学技术的不断发展和进步，预应力钢结构技术这项技术也渐渐成为了一门热门的应用科学研究。从这项技术的开始诞生之初，它就具有了不可替代的作用。由于预应力钢结构技术这项技术的出现和发展，也进一步很好地解决了一些国家的困难。预应力钢结构技术在钢结构体系中具有改善结构功能，挖掘钢度成型效果等作用，除此之外，这项技术还可以改变某些边界条件，创造出更多的结构。因此，预应力钢结构技术在开始发展的初期，就已经得到了快速的发展。到目前为止，预应力钢结构这项技术已经在我国近百座大型预应力钢结构工程中有所应用。
在20世纪50年代，有人就开始预言过理想的预应力钢结构技术，这样的技术和普通的预应力钢结构技术有很大的区别。在这种新兴技术中，最应该有的特点就是要具有尽可能多数量的柔性拉杆，这样的拉杆的重要作用即在承担拉力的同时还可以承担压力。而且构件还可以有各种轴心进行受压，这样就可以在很大程度上替代了受弯的构件。通过这些，才可以利用预应力钢结构技术在这些钢结构领域进行各种改革，而不是简单形式上的局部改进。与此同时，美国著名的工程师富勒曾经提出过著名的张拉整体结果的概念。他曾经大胆地应用宇宙黑洞的先进理论，结合实际情况，为改善各种预应力钢结构技术提出了有效的指导思想。
3 预应力钢结构技术的进一步拓展和改进
随着经济的快速发展与社会的改革的不断推进，预应力钢结构技术也在市场经济中不断发展和进步。我们应该把目光放长远，要注意到目前预应力钢结构技术发展的不平衡性。虽然目前很多的建筑都渐渐采用了预应力钢结构技术，但是目前我们探索研究比较多的也就是单次的预应力大跨度承重体系的结构形式和静力分析，对于某一些较为先进的多次预应力钢结构技术、结构性能以及比较高层住宅的钢结构很少涉及。除此之外，在其他的关于特种承重钢结构中，有关预应力钢结构技术的应用也尚未被纳入相关的施工计划中。根据目前的形式发展要求，我们应该改进下面几个方面的问题，以更好地谋取最大的经济效益。
众所周知，在2008年的南方大雪灾中，对相关地区的高压线以及各种输电塔架的破坏是极其严重的。这也在很大程度上对于援救工作以及恢复工程造成了极大地困扰。鉴于这种情况，我们应该努力着手研究、探索这类高耸的钢结构的装配，以使其更加合理化以及轻巧化。而在这种技术中，预应力钢结构技术是必不可少的。根据大量的研究调查资料表明，200 m高的天线塔架由角钢杆件改换成为圆钢管后，可降低自重，除此之外，采用预应力拉索腹杆代替刚性腹杆后还可以减轻重量。据笔者调查，在以往的雪灾中，自立式的塔架往往因为不平衡的荷载负担才会进一步导致附加重量而进一步导致弯矩，导致最终压杆失稳发生事故。但是如果可以在这样的工程中采用相关的预应力钢结构技术，引进预应力拉锁以创建出更多的索式塔架的话，这样就可以通过索系来进行平衡极大重量的附加弯矩，这样就会进一步高效合理地保证了整个铁架的安全以及稳固，也可以实现线路断落而塔架仍然不倒的目标。例如，在2008年的奥运会体育场馆中的羽毛球馆也就是采用了相关的技术，这样先进的技术也被世界各界所认可。
4 先进的预应力钢结构技术
4.1 改善结构的抗震性
结构的形式对于整个建筑物的抗震效果以及抗损能力都会有所区别。如果可以采用预应力钢结构体系将可以很大程度上降低材料的损耗，具有高安全等优点。通过国内外的分析资料表明，预应力对整个结构的体系以及杆件的荷载能力都是有积极影响的。预应力的钢结构具有较好的稳定性，也具有较大的震动衰减率。除此之外，预应力钢结构技术还有比较大的振动能量耗散以及比较高的自振频率，进而使动挠度值会相对减小，相对的弹性受力阶段的应力值也会有所下降。因此，预应力不仅仅可以在很大程度上减轻结构的质量，降低企业支出，也减少了地震的荷载量进而加强结构静动力。尤其是我国地区处于许多地震带上，发展对预应力结构的抗震作用更是迫在眉睫。 4.2 改善结构的经济性
众所周知，预应力钢结构的经济指标最主要的有三项，首先是结构实际的市场价格，其次是结构总耗钢量的价格，最后是制造、运输、安装劳动量的相关费用。但是任何费用的支出都是要保证安全的前提。在这项技术的发展之初，由于当时常常缺乏对相关的劳动量以及相关花费的具体统计，就只能通过结构重量的来对预应力钢结构所取得的经济效益进行分析。当前，预应力钢结构在我国的建筑中应用得比较广泛，对其进行技术经济的分析，就必须要采用相关的系数。例如拉索锚具这些在材料利用、加工过程、安装过程中占有的比例指标等这样的数据也会进一步出现较多的理论以及对应的构造方案，这样就进一步为我们经济学的各项研究打下了坚实的基础。
4.3 改善结构的可靠性
任何的建筑工程项目最重要的就是要自始至终保证建筑的安全性、实用性、经济型以及整体的美观性。作为目前一项先进的学科，目前对预应力结构工程中的材料的各项性能、几何参数以及一些计算模式的数据分析等这些方面的研究尚未深入，这样就会进一步严重阻碍相关理论在预应力钢结构中的广泛应用。因此，我们必须要改善目前的现状，对各种预应力钢结构的抗力极限进行详细的数据统计、分析，进一步使预应力钢结构技术在结构设计中广泛使用，以促进预应力钢结构技术的进一步发展。
预应力钢结构技术具有极为先进、可靠、经济的优势，由最初的产生到现在也已经慢慢诞生出各种预应力的网格结构、吊挂结构，除此之外，还有各种运用中的索膜以及索穹顶结构，还有一些张弦等，这些现代化预应力钢结构所组成的大家庭。安徽富煌钢构股份有限公司就是其中一个进步的例子，目前，公司也正在努力发展和探究预应力钢结构技术。公司进过努力成立了相关的钢结构委员会，通过委员会的不懈努力也已经取得了辉煌的成绩。通过不断地探索，富煌钢构也已经慢慢步入预应力钢结构技术快速发展的车道。
5 结 语
预应力技术可以在很大程度上促使钢结构向更加轻、更好，这已经是众所周知的事实，国内外的许多著名的工程和建筑足以证明了这一点了。我们必须坚信预应力钢结构技术这样的进步方向是对的，也是科学合理的。因此，对整个预应力钢结构技术的研究是非常有必要的，我们要相信在科技进步的力量下，在整个工业发展进步的速度以及各位预应力钢结构技术工作者的不懈努力下，预应力钢结构技术一定会有进一步的突破和提升。
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