預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展五十年(編輯修改稿)
2025-07-26 07:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 尼黑奧林匹克公園溜冰館是大拱吊掛索網(wǎng)。江西體育館是大拱吊掛網(wǎng)架。 3. 整體張拉型 ,是外平衡體系,1988年興建的漢城奧運(yùn)會(huì)主賽館及擊劍館為整體張拉索穹頂屋蓋,㎏/㎡，是建筑結(jié)構(gòu)中前所未有的優(yōu)秀者，屬內(nèi)平衡式。以后建成1996年亞特蘭大奧運(yùn)主賽場。近年來在美，德，荷蘭等地又有多座興建。我國目前只在理論上研究，可惜是無工程實(shí)踐。 4．張弦梁型 由平面張拉梁發(fā)展而成的空間體系。顧名思義張弦梁是預(yù)應(yīng)力索通過撐桿形成中間支點(diǎn)以支承上部剛性梁的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是PSS的初始形式，上下弦由剛?cè)醿深悧U件通過撐桿相連，具有受力合理，自重輕，加工運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。如果跨度增大就可將上弦截面擴(kuò)大為格構(gòu)式空間形式，如廣州會(huì)展中心屋蓋的張弦梁上弦是三根圓管組成的倒三角形截面。張弦梁也可組成正交布置覆蓋矩形建筑平面的張弦梁空間體系。對圓形建筑平面可采用張弦穹頂，是由單層鋼網(wǎng)殼籍預(yù)應(yīng)力拉過通過撐桿進(jìn)行支承的結(jié)構(gòu)體系； 5．張力膜（索膜）型 以拉索系為主承重結(jié)構(gòu)，上面覆蓋張力纖維加強(qiáng)膜，膜面涂料目前有聚氯乙烯（PVC）和聚四氟乙烯（PTFE）兩種，前者性能差，價(jià)格便宜，后者力學(xué)性能強(qiáng)，自潔，耐火，抗老化性能都比前者好，但價(jià)格昂貴。膜面在張力作用下保持平整挺直；必須具備足夠的張力與曲率以承受風(fēng)雪荷載。雖然70年代初在大孤國際博覽會(huì)上膜結(jié)構(gòu)已開始展露風(fēng)采，但大型張力膜得到認(rèn)同與興建不是80年代中的事。1986年在沙特興建的大型張力膜工程就是發(fā)達(dá)國家先進(jìn)技術(shù)在富有國家“試生產(chǎn)”的產(chǎn)物； 6．玻璃幕墻 新型玻璃作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)裝飾墻面的做法雖亦始自70年代，但初期多在傳統(tǒng)鋼框架上鑲嵌連接而成。而承受荷載的金屬框架耗材量大，金屬強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，透光率低。至80～90年代后將預(yù)應(yīng)力撐桿式鋼壓桿與玻璃墻面點(diǎn)式連接組成新體系取代了前者，形成了PSS體系中的新品種——玻璃幕結(jié)構(gòu)。PSS新體系輕盈，省鋼，通透且美觀經(jīng)濟(jì)如近年落成的北京植物園大溫室及清華大學(xué)游泳館等。 7．其它型 在不斷創(chuàng)新改進(jìn)的PSS體系中我國自己開發(fā)的索托結(jié)構(gòu)是斜拉結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，預(yù)應(yīng)力弓式結(jié)構(gòu)適用于可拆卸移動(dòng)式建筑，安裝簡捷。它們都處于開發(fā)階段。國外已有的工程中尚有適用于站臺(tái)、倉庫建筑中應(yīng)用的索弦結(jié)構(gòu)（Cablestring structure）及適用于公路橋梁上的索帶橋（Stressed ribbon bridge）等，它們的應(yīng)用尚有一定局限性。 林林總總，郁郁蔥蔥豐富多樣的預(yù)應(yīng)力張拉鋼結(jié)構(gòu)體系不斷面世，證明了這門學(xué)科的先進(jìn)性、科學(xué)性及無窮魅力，說明了客觀事物的發(fā)展規(guī)律總是沿著至真、至善、至美的方向前進(jìn)。雖然我國在1990年北京亞運(yùn)會(huì)的體育場館屋蓋上推出過多的平板網(wǎng)架，顯露了結(jié)構(gòu)類型的單一與技術(shù)儲(chǔ)備的不足。但在90年代里我國的PSSS獲得極大的發(fā)展，尤其近23年內(nèi)興建了一批索膜結(jié)構(gòu)玻璃幕結(jié)構(gòu)，為我國PSS空族錦上添花，使大跨建筑五彩繽紛。我國在這一領(lǐng)域已形成了天津大學(xué)、浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、貴州工業(yè)大學(xué)等幾個(gè)強(qiáng)大的科研群體，為PSS學(xué)科的發(fā)展與深入進(jìn)行了一解的努力，并取得了可喜的成就。 三、共識(shí)與期望 1． 未來屬于預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)構(gòu)體系 無論從仿生學(xué)角度還是最佳承重桿件型式，無論從理論分析上還是工程實(shí)踐中，都有證明軸向受拉桿件和雙向受拉膜面都有是組成最佳結(jié)構(gòu)體系的單元體。這種單元體只有強(qiáng)度、剛度問題，而無穩(wěn)度困擾。由張力單元組成的早期張拉結(jié)構(gòu)，如單向懸索結(jié)構(gòu)，索桁架，金屬懸膜結(jié)構(gòu)已發(fā)展成現(xiàn)代PSS張拉體系，幾乎覆蓋了大跨結(jié)構(gòu)物的整個(gè)領(lǐng)域，可以說21世紀(jì)的大跨建筑物中將是預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)構(gòu)體系的世界； 2． 思維更新與知識(shí)更新 預(yù)應(yīng)力技術(shù)不僅改變了傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力分配，而且改變了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，從而出現(xiàn)了大量與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)完全不同的建筑造型，內(nèi)力分析，制造工藝，施工技術(shù)等。可以說在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要應(yīng)當(dāng)是創(chuàng)造新體系的手段，以學(xué)科發(fā)展早期節(jié)約的觀點(diǎn)，甚或以預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中的觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)PSS學(xué)科的發(fā)展顯然是有害的。尤其對不了解，不熟悉這一新興學(xué)科的專業(yè)人員更應(yīng)是更新思維，更新認(rèn)識(shí)，以促進(jìn)這一學(xué)科在我國快速、健康地發(fā)展； 3． 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究與技術(shù)積累 新學(xué)科誕生必然引發(fā)許多新的理論及技術(shù)問題，如60～70年代對剛性空間結(jié)構(gòu)中穩(wěn)定性研究陌生一樣，目前對柔性空間結(jié)構(gòu)中的“剛性”研究也處于起步。應(yīng)及早建立形態(tài)分析中的預(yù)應(yīng)力數(shù)值、曲面曲率、邊界支承條件等因素與曲面幾何形狀的優(yōu)化關(guān)系，提出統(tǒng)一的形態(tài)分析理論，作為發(fā)展張拉結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)。開展與基礎(chǔ)理論相對應(yīng)的模型試驗(yàn)和試點(diǎn)工程以填補(bǔ)我國在整體張拉體系中的空白，盡早實(shí)現(xiàn)零的突破； 4． 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷前進(jìn) 近十年來我國在這一領(lǐng)域成績顯著與國際水平差距縮小，但由于基礎(chǔ)理論欠缺，專業(yè)知識(shí)不足，科學(xué)態(tài)度不夠，在工程實(shí)踐中也有過不足和錯(cuò)誤。為什么總對受力不利的懸臂梁作主承重結(jié)構(gòu)那么青睞？有了北京亞運(yùn)會(huì)綜合館的前車之鑒，還有浙江黃龍?bào)w育館的重蹈覆轍？為什么掌握了PSS的特性還會(huì)設(shè)計(jì)出高跨比只有1/,并使主要桿件的應(yīng)力只達(dá)容許值的1/2～1/3?希望以后的工程設(shè)計(jì)者實(shí)事求是地總結(jié)設(shè)計(jì)中的得失并昭示天下,在時(shí)間,人力,財(cái)力都大量設(shè)入并進(jìn)行過模型試驗(yàn)后仍不見工程實(shí)踐,“只聽樓梯響,不見人下來”的原因何在?澳大利亞的專利—大位移預(yù)應(yīng)力拱架結(jié)構(gòu)國內(nèi)已引進(jìn)幾座了,但還不見我們同行急起直追,有人甚至還不知此為何物?我們?nèi)绻嗖揭嘹叾甲霾坏?何時(shí)才能創(chuàng)新體系,自立于強(qiáng)國之林. 5. 抓住關(guān)鍵，付諸行動(dòng) 50年來PSS學(xué)科缺乏領(lǐng)導(dǎo)，沒有交流，各以為是，自行其
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