专家面对面——预应力钢结构及大跨度钢结构设计2
大跨空间钢结构预应力施工技术分析
大跨空间钢结构预应力施工技术分析发布时间：2021-07-21T17:34:14.810Z 来源：《城镇建设》2021年3月第8期作者：林现[导读] 近年来，随着社会经济的发展，城市大跨度结构日益增多。
林现身份证号：44172119710829****摘要：近年来，随着社会经济的发展，城市大跨度结构日益增多。
大跨钢结构一般适用于大规模建筑工程，具有跨度大、环境复杂等特点，对于施工质量及工艺要求十分严格，为提高构件刚度、减小构件挠度、改善结构性能，预应力技术逐渐得到了广泛运用。
关键词：大跨空间钢结构预应力施工技术引言钢结构预应力是现代经济和科技发展下的产物，也是建筑业一直在推广使用的新技术，预应力施工技术经过混凝土结构的应用发展到了大跨度空间钢结构的应用，这一发展体现了我国过程建设技术的进步。
给钢结构施加预应力对于钢结构结构变形的调控和调整杆件应力分布有着积极的作用，当对钢结构变形和杆件应力进行有效的调控以后，钢结构的承载力将大大的提升，可以减少施工过程中的用钢量，这样不仅可以节约资源还可以使结构变得轻盈，便于大跨度、大空间的跨越。
大跨空间钢结构的预应力施工技术会涉及到很多的结构形式和各种新型的拉索材料，此外还需要与各种高强材料、高级非线性力学分析和施工技术进行融合，所以其应用的难度还是比较大的，但在近些年来，我国大跨空间钢结构预应力施工还是取得了显著的进步和发展，主要以现在拉索材料、结构形式以及施工技术这三个方面。
1钢结构优点与其他类型的建筑结构相比，钢结构的优点主要有：（１）理论分析可靠性高。
钢材是理想的弹塑性材料，内部材质均匀，晶体结构接近于各向同性。
钢结构的实际工作性能可以被目前的计算理论较好的反应，具有较高的可靠性。
（2）强度较高，质量较轻。
钢材强度高于砌体，混凝土和木材，弹性模量也较高。
在受力条件相同的情况下，与其他结构相比，钢结构结构质量更轻，构建截面面积更小，在运输和安装上有明显优势，是建造大跨度建构筑物的理想材料。
大跨空间钢结构预应力施工技术探讨
大跨空间钢结构预应力施工技术探讨大跨空间结构预应力由于具有复杂多样的结构形式，进一步造成了力学差异大的特性，通过针对施工问题进行的详细分析能够进一步了解到施工方法不同也会造成很大差异。
通过对于张力结构的形式进行全方位的介绍之后，根据其中的结构形式来进行的技术创新，从而进一步增强张力结构在施工技术方面的创新优势条件，通过经验的不断积累，大跨空间结构预应力的技术问题能够得到进一步的创新与总结，才能够不断的完善大跨空间结构的预应力技术。
标签：大跨空间；钢结构；预应力；技术探讨大跨空间结构预应力的施工技术分为三个方面，分别是前期施工阶段、施工实施阶段以及张拉装备选择阶段。
通过对施工前期分析能够具体的突出张力来进一步进行找力分析，零状态分析以及环境温度等方面的问题进行解决。
在实际施工阶段，钢结构拼装的问题、施工控制分析以及拉锁制作分析等方面进行的技术分析，施工方法也包含这安装方法以及张拉方法等。
对于张拉装备的使用与选择也必须做到有效控制才能够控制位型以及预应力的改变。
1.大跨空间预应力由于大跨空间钢结构预应力基本上都以杂交结构为主，通过索杆系和钢结构之间相交构成了大跨空间钢结构而产生了预应力，基本的结构形式有很多，例如张弦结构、斜拉结构以及弦支穹顶等结构类型。
其中各个结构所产生的力学性能也略有不同。
下面就以张弦结构作为案例进行详细的介绍。
张弦结构中，由于下弦索与撑杆之间具有支撑点的弹性结构，从而使得钢结构之间的侧推力能够实现平衡。
所以张弦结构的整体构架能够与桁架力学之间具有相似的力学形式。
这样就使得上线钢构具有稳定性的特征，从而导致拉索不是张弦结构的必要构成条件。
斜拉张力向接触悬架结构一般比较强，对保证良好的完整性，所以所有的都是在刚架安装完成后的整体电缆张紧。
一端拉紧，索力调整便于将张紧操作部端部设置在低端。
由于桅杆是铰链的底部连接轴承、前后索力平衡彼此，所以单桅杆斜拉索的使用一般采用被动张拉技术，考虑到拉力行业安全性和方便性，一般选择后线作为主动拉伸电缆、电缆前精密装配、被动张力。
大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法 (2)
大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法一、前言大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法是一种独特的空间结构施工技术，该技术的应用范围广泛，并且具有显著的优势。
本文将对该工法进行详细介绍，以便读者了解其特点、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面的内容。
二、工法特点大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法具有以下特点：1.高自重：该工法的自重重量很大，能够提高结构的稳定性。
2.施工效率高：该工法施工效率较高，可以大大缩短工期。
3.施工简便：施工过程中，不需要使用大型设备进行拆卸或组装，因此施工较为简便。
4.适应多种环境：该工法适应多种环境，不受气候、地貌等条件影响。
三、适应范围大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法适用于各种场合，如会议场馆、展览馆、体育馆、机场候机楼等。
该工法的优点在于其空间利用率高、施工效率快、施工简便、可适应多种环境等。
四、工艺原理大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法的理论依据是在工程中对施工工法与实际工程之间的联系进行规划和调整，采取优化的技术措施来提高施工质量和效率。
采取的技术措施主要有以下几点：1. 施工过程中的预应力控制。
2. 确保施工过程中的钢材质量满足设计要求。
3. 设计合理的施工工艺。
通过以上技术措施，大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法的理论依据得以确立，能够帮助提高施工质量和效率，达到预期效果。
五、施工工艺施工过程中，大跨度预应力圆形屋顶空间钢结构施工工法主要分为以下几个阶段：1. 制造工艺：按照工程要求制作，铺设预应力钢筋。
2. 组装工艺：采用模块化技术进行组装。
3. 竖直环向拉杆预应力：通过预应力拉杆实现竖直方向的预应力。
4. 环向拉杆预应力：通过预应力拉杆实现环向方向的预应力。
5. 吊装、拼接和调整：对各个模块进行吊装、拼接和调整，确保结构稳定。
6. 进行灌浆。
以上工艺的细节，都需要根据实际情况进行调整、完善。
大跨度预应力钢结构设计中的相关问题
改善了单层网壳的稳 定性能，提高了单层 网壳的面外刚度，降 低对边界条件的要求； 与索穹顶结构相比， 降低设计和施工的难 度。
可采用整体牵引提升方法进行 安装，包括低空组装、空中牵 引提升和高空张拉成型三阶段。
鄂尔多斯伊金霍洛旗 索穹顶结构‒‒直径71.2m
两类结构比较
索穹顶整体牵引提升方法
低空组装、空中牵引提升、高空张拉成型
M T cos h 0.5 p lx x 2 T cos h M
由于张弦梁结构中通常只布置竖向撑杆，且拉 索不能承受剪力，因此整体剪力由拱的剪力和 索拉力及拱压力的竖向分量组成。
隔离体
模型1——曲梁
模型2中，由于拉索的存在，拱跨 中挠度和支座水平位移均远小于 模型1；模型1的曲梁轴力很小而 弯矩很大；模型2的拱轴力远大于 模型1，但跨中弯矩和剪力均较小。
预应力取值方法
索内张力表示为： T Te Tp Ta T0 Ta 结构自重引起的索拉力：Te M 0 / h
预应力钢结构的预应力损失一般为10%15%，则 T0 (1.1~1.15) Te 。 广州会展张弦梁单榀自重135t，跨度126.6m，跨中力臂 h 13m ，则
模型2 预应力态 410.4 138.6 200 工作态 250.9 96.7 344.2
拱下弦最大轴力 拱下弦最小轴力 索 拉 力
2. 斜撑杆的影响
模型1
模型2
模型3
模型 模型1 模型2 模型3 模型4 水平位移/mm 95.3 87.6 87.3 60.0 挠度/mm 125.9 111.8 111.6 83.1
——各撑杆受力相差不大，所起的弹性支撑作用大致相当，因此拱弯矩分布较 均匀;
大跨度房屋钢结构简介
焊接技术
采用焊接方法连接钢构件， 要求焊接工艺精湛、质量可 靠，保证结构整体性和稳定 性。
吊装技术
采用大型吊装设备将钢构件 吊装至设计位置，要求吊装 方案科学合理，确保施工安 全顺利进行。
预应力技术
通过施加预应力来提高结构 的承载能力和刚度，要求预 应力索具和锚具质量可靠， 施工工艺成熟。
防腐与防火技术
专业人才匮乏
大跨度房屋钢结构的设计和施 工需要具备专业知识和技能的 人才，目前市场上相关人才较 为匮乏。
地域适应性
钢结构在不同气候和环境条件 下的适应性需要充分考虑，以 确保建筑的安全性和稳定性。
解决方案与建议
01
02
03
04
优化设计
通过精细化设计和优化，降低 材料成本和施工难度。
防腐维护
采用先进的防腐和维护技术， 延长建筑的使用寿命。
人才培养
加强专业人才的培养和引进， 提高行业整体水平。
地域适应性研究
针对不同地区的气候和环境条 件，开展钢结构适应性研究， 确保建筑的安全性和稳定性。
04 大跨度房屋钢结构的工程实例
CHAPTER
国内外典型案例介绍
国内案例
上海中心大厦、北京鸟巢体育馆 、广州国际会展中心
国际案例
迪拜哈利法塔、伦敦千年穹顶、 美国金门大桥
环保可持续
钢材可以回收再利用，符合绿色建筑和可持续发展的理念。
设计灵活
钢结构体系可以适应各种复杂的设计需求，创造出独特且富有艺术感 的建筑造型。
面临的挑战
材料成本高
钢材是一种高成本材料，导致 大跨度房屋钢结构的建设成本
相对较高。
维护与防腐
钢材需要定期进行防腐和维护 ，以确保其长期性能和使用寿 命。
预应力大跨度空间的钢结构施工设计研究
２ 、 拼 装 机 具
三、 大 跨度 空 间的钢结构 预应 力施 工设计
１ 、 张 拉 工 艺
考 虑到杆 件单重较轻 ， 构件外形小 、 体量大 的特点 ， 拼装 吊机需具有 良好的机动性能 ， 故拼装 吊机拟选用１ 台８ 吨汽车吊， １ 台２ ５ 吨汽车 吊。
３ 、 胎 架 拼 装
第一 、 预应 力钢索张拉前标定张拉设备。根据设计提供的拉索预应 力 值， 进行施工仿真计算 ， 按 照计算结果对径 向托索施加预应力。拧索预应 力的施加采用分级对称的原则 。预应力施加分３ 级， 第１ 级施￣ １ ２ ０ ％， 第２ 级
豳圆圈
一
ｌ 施工技术与应用
预应 力大跨度 空间的钢结构施工设计研 究
殷欣 温 启平 陕西 西 安 广东 深圳
陕西省建筑设计研究院有限责任公司 ７ １ ０ ０ ０ ３ Ｊ广东省深圳市清华苑建筑设计有限公司 ５ １ ８ ０ ０ ０
摘要 ： 钢材是符合绿色环保 、 节能减排和循环经济的材料， 钢结构也是体 现绿色施工的拼装结构。在钢结构 中施加预应力 ， 可节省用钢量， 提高结构安全， 实现大跨度和大空间建筑 ， 同时可有效调整杆件的应 力和结构 的变形， 提高结构的安全性 ， 并可
合复杂预应力空间钢结构的具体施工工艺 ，能跟踪建造全过 程的完整施
为反变形量 ； 二是 由于定位焊缝 易产生缺 陷， 因此对于直径较大的管子应 工分析系统 ； 二是原有用于混凝土结构 的预应力施工装备已不适 用 ， 缺少 尽可能不在坡 口根部进行定位 焊，而是利用肋板焊到管子外壁起 定位作 相应的预应力钢结构的施 工装备 ；三是缺少对应于形 式多样 和结 构复杂 用 ； 三是如发现有裂纹 、 未焊透 、 夹渣 、 气孔等缺陷 ， 必须铲平重焊。应彻底
预应力大跨度空间钢结构的应用分析
预应力大跨度空间钢结构的应用分析摘要：随着经济的快速发展以及工业、文化等事业的日益进步，空间结构特别是预应力大跨度的空间钢结构在社会中发挥越来越重要的作用。
预应力大跨度空间钢结构，是一种新型的钢结构应用技术，这种新技术比传统大跨度空间钢结构有更大的优势。
本文主要介绍了预应力大跨度空间钢结构的概述、应用以及应用策略这几个方面。
关键词：预应力；大跨度空间钢结构；应用一、预应力大跨度空间钢结构的概述（一）预应力空间钢结构的主要特点1、这种结构能够单次引入相反于内力峰值符号的预应力，实现内力峰值的抵消或者减弱以及设计内力的降低。
同时，如果分批施加荷载和预应力，还能够使设计内力不断下降。
2、能够实现荷载的不利内力向有利内力的转变，以便形成一种更为先进的结构体系。
3、能够大量地运用性价比更大的、高强度的钢材及钢索，以便降低结构的自重。
4、能够增强结构的刚度、调节结构的自振频率、完善结构的性能。
（二）预应力大跨度空间钢结构预应力大跨度空间钢结构，是将现代化的预应力新技术应用到诸如网格结构、张力结构等大跨度的空间结构中，以便形成杂交式的、新的预应力大跨度空间钢结构。
该结构具有刚度更大、重量更轻，制作简便、安装方便的特点和优势。
近年，这种结构更是获得了极大的开发和发展，受到社会各界，特别是工程界的广泛关注。
通常，预应力大跨度空间钢结构的特点及优势主要有：1、能够改变结构受力的情况，能够符合设计所要求的刚度、内力的分布状态以及对位移的控制。
2、能够加快工程的建造速度。
预应力空间钢结构的组件大都在工厂中生产完成、在工地上进行组装，在安装钢结构时，可以同时安装照明装置、消防设施以及屋面的设施（比如网板、避雷阵等）。
3、采用该结构，有些施工就可以在位置比较低的地方进行，为施工提供质量及安全上的保障。
4、该结构的适用非常广泛，除了可以在机库适用外，在商场、候车厅、低层的住宅以及体育馆等都可以采用这种结构。
4、该结构可以用来配置预制的构件，利于形成新型的钢结构，比如弓式的预应力空间钢结构。
中国大学慕课智能仪器设计基础答案
中国大学慕课智能仪器设计基础答案1、以下哪一项不属于贝塔朗菲总结的系统的基本特性？A、整体性B、相关性C、复杂性D、层次性答案：复杂性2、西方围绕复杂系统产生的“新三论”包含以下哪一项内容？A、信息论B、控制论C、一般系统论D、突变论答案：突变论3、满意就是总体最优，而不是各子系统的要素最优。
答案：对4、系统工程的核心思想认为发明就是创造。
A.正确B.错误答案：B5、日本丰田公司发明了流水线生产模式，有效的降低了汽车的制造成本。
A.正确B.错误1、选择一个你所熟悉的系统说明系统的功能及其要素、环境及输入、输出。
答案：根据实际的系统能描述正确即可,没有固定答案。
2、请总结系统工程的特点。
答案：总预算BAC=4+10+12+4+8+6+10=54（万）3、结合系统工程应用领域，说明系统工程在你所学专业领域的可能应用及其前景。
答案：】判断题：1、以下哪一项不属于霍尔三维结构？A、时间维B、空间维C、逻辑维D、知识维答案：空间维2、系统分析流程不包含以下哪一项内容？A、初步分析B、规范分析C、综合分析D、决策分析答案：决策分析3、软问题是指目标、边界、约束均不清晰，但所有变量都可进行定量分析的问题。
4、西安交通大学怀祖教授将模型分为4类，其中判断模型是指用数学关系式来表达变量之间的关系。
A.正确B.错误答案：B5、与会者越多，头脑风暴法的效果越好。
A.正确B.错误答案：B1、请通过一实例，说明应用系统分析的原理。
答案：[写作要点]一、论文中要具体介绍组织的业务背景和组织结构，信息系统开发时的人员组成、任务分工和管理方式等内容，并明确指出你在其中承担的主要任务和开展的主要工作。
二、简要分析JRP的参与者，并说明每个参与者在会议讨论中所发挥的作用。
(1)负责人：通常是位于管理层的人，并且他的职权跨越系统项目中涉及的不同部门和用户，负责人通过鼓励用户主动参与JRP 会议对系统项目给予完全的支持，并负责做出需求是否入选的最后决策。
房建工程大跨度预应力施工技术
房建工程大跨度预应力施工技术在房建工程中，大跨度结构常常是设计中不可或缺的一部分。
为了保证结构的安全和稳定性，预应力施工技术成为了大跨度结构中一个重要的工艺环节。
在本文中，我们将会介绍预应力施工技术的定义、原理、施工过程以及应用场景等问题。
定义预应力施工技术是通过在混凝土结构预先施加一定大小的预应力，以确保混凝土结构在载荷下的稳定性和安全性。
事实上，这种技术最早是在高速公路和铁路桥梁建设中应用的，而在房建工程中，预应力技术一般用于梁、板、柱等大跨度结构中。
原理预应力施工技术应用弹性原理，即将混凝土所需要承受的外力，通过预先施加一定大小的预应力，从而减小混凝土结构所需要承受的外力大小。
预应力施工技术可以实现以下目标：•提高混凝土结构的承载能力和抗震性能；•减小混凝土结构的变形量；•增加混凝土结构的使用寿命。
施工过程预应力施工技术的主要施工过程包括预应力钢筋的加工、张拉和固定。
这些过程需要经过以下步骤：1.钢筋加工：根据设计要求，对预应力钢筋进行加工和预注浆工序。
2.钢筋预制：对加工好的预应力钢筋，进行头部的预制处理，以便进行张拉。
3.钢筋张拉：将钢筋通过张拉器张拉到设计要求的张拉力，然后通过测量和调整，使预应力钢筋的张拉力达到设计要求的预应力值。
4.钢筋固定：将预应力钢筋通过砂浆与混凝土结构固定。
应用场景预应力施工技术在现代房建工程中得到了广泛的应用。
尤其是在大跨度结构的建设中，预应力技术可以更好地提高混凝土结构的承载能力和抗震性能，实现结构在长期使用中的稳定性和安全性。
同时，预应力技术具有施工周期短、取得可靠预应力值的高精度、破坏性小、成本可控等优点，因此被广泛应用于各种房建工程中。
结论预应力施工技术是大跨度结构中不可或缺的一部分，它通过预先施加一定大小的预应力，来确保混凝土结构的稳定性和安全性。
随着房建工程的发展，预应力施工技术在各个领域得到了广泛应用。
同时，我们也应该注意到，预应力施工技术的施工过程中需要特别注意，以保证结构的质量和安全。
大跨空间钢结构预应力施工技术研究与应用
大跨空间钢结构预应力施工技术研究与应用随着工业化水平的不断提高，我国的整体工业在进行空间结构的设计过程中，针对大跨度空间钢结构预应力技术在社会中的地位逐渐升高。
比如采用预应力技术用以改善大跨度空间的内里峰值和结构刚度，是一种新型的建设体系。
本文通过对大跨度空间钢结构预应力技术的应用进行分析，从而探讨大跨度空间钢结构预应力的展望。
标签：预应力技术；钢结构；应用目前，由于社会经济的快速发展，城市建筑所需愈发增加。
因为在建筑中的构造技术持续丰富，令各种建筑内的钢结构使用的趋势逐步提升。
钢结构自身具备了较强的稳定性，对于建筑的运用过程不但十分便利，还尤为快捷，所以在相应的建筑行业当中，钢结构的使用十分普遍，钢结构未来的发展也会被人们所重视。
钢结构本身具有的稳定性强的特点，在建设使用过程中又有方便和快捷等优点，在相关建筑行业中，钢结构应用较为广泛，受到了业界人士的一致认同。
由此看来，预应力大跨度空间钢结构，在未来具有非常广阔的发展前景，值得推广。
1、大跨度空间钢结构预应力技术的概述及特点1.1大跨度空间钢结构预应力技术概述大跨度空间钢结构预应力技术的应用十分普遍，其具备了良好的优越性、较强的承重性、较大的刚度性能、良好的延展性能、便利的施工。
适当使用大跨度空间钢结构的优势及性能，可以有利于打造更多的利益。
依照空间钢结构的特征能够发现，其适应于各种形状的平面中，可是混凝土构造方式则无法符合大跨度空间钢结构，这是由于混凝土使用的为单向板结构，其会由于空间跨度的加大而令楼板厚度随之加大，预期配置的钢筋数量则无法符合当前的建筑所需。
随着大跨度结构在建筑中逐步运用，则在井式楼盖内展现出主要的作用，其中梁、承重墙、角柱支撑等方面均完全符合大跨度空间钢结构预应力的设计标准。
因此，当房间的总体面积过大时，这一结构则可以用在门厅乃至大跨度空间。
对于大跨度结构内使用钢结构比运用混凝土结构的优势超出许多，而且由于跨度范畴的持续加大，其优点则会更加明显地展现出来。
浅析大跨度房屋钢结构设计
浅析大跨度房屋钢结构设计摘要:对于大跨度房屋钢结构的框架进行了详细的介绍，整合了多个大跨度房屋的钢结构设计经验，并对其结构设计进行了系统的分析和归纳，对大跨度房屋钢结构的设计研究有重要的意义。
关键词：大跨度房屋钢结构设计分析1、前言随着社会的发展与进步，钢结构在大跨度房屋设计中应用越来越广泛。
钢结构相较于其他的材料结构有其鲜明的优点，比如有足够高的材料强度、较好的塑性和韧性、简单的制造工艺和较短的施工周期等。
在实际的工程应用中，应该科学的对钢材进行筛选，尽可能的选择有较高强度和性价比相对高的钢材；在其结构选择上，根据其标准要求合理的选择相应的结构方案；在其连接处的设计中，尽量采用较为简单的力学传递结构，满足其应有的运动要求。
此外，在实际的钢结构设计中，还要使钢结构在实际应用过程中满足其各个参数的要求，并根据实际需要做好防火和防腐等方面的设计。
所以，应该优先选择通用性的钢结构构件，减少其制作安装的流程，提高材料的实用性。
2、大跨度房屋主要的钢结构划分根据刚性差异，大跨度房屋钢结构可以分成以下三种：刚性结构、柔性结构和杂交结构。
其中，杂交结构可以用两种方式来获得，一种是通过刚性结构和柔性结构的有机组合，另一种是利用变更传统结构的特点，这里我们更多来讨论刚性大跨度房屋和柔性大跨度房屋。
2.1刚性大跨度房屋结构刚性大跨度房屋的组成结构主要包括钢梁和钢相架，且它们自身的刚度决定着刚性大跨度房屋总体的机构刚度。
所谓的空间网格结构就是指结构组成是规则的空间单元，而空间结构的定义与其正好相反。
空间网格结构的形式主要有网站结构、网壳结构、组合网架结构和预应力网架结构等。
空间网格结构一般由钢杆件组成，有众多优点，比如合理的受力、简单方便的计算过程、较大的刚度、优良的抗震性能、丰富的造型、较强的适应性等。
空间结构一般由钢梁或者钢析架组成，在跨度较大的情况下还应该用预拉力索来增加结构的刚度、减少钢的用量。
除了与空间网格结构相同的优点之外，还有其它优点。
大跨空间钢结构预应力施工成套技术
大跨度预应力钢结构杂交结构及张力结构成套技术一杂交结构杂交结构是由索杆系和刚构杂交而成的大跨空间预应力钢结构类型，其典型结构形式有张弦结构、斜拉结构和弦支穹顶等。
由于各结构形式中索、杆和刚构的构成( 见表1)及力学性能等不同，因此各结构形式的拉索预应力施工技术也有所不同。
表1 典型杂交结构的构成典型结构形式索杆/ 柱刚构张弦结构下弦索撑杆梁、桁架、网壳斜拉结构前索、背索桅杆、塔柱梁、桁架、网壳弦支穹顶环索、斜索撑杆网壳1. 张弦结构张弦结构中的下弦索和撑杆为上弦刚构提供了弹性下支撑点，平衡刚构的侧推力。
张弦结构整体具有桁架的力学特性，其中预应力可调控结构内力和形状。
由于存在稳定的上弦刚构，因此拉索不是张弦结构的必要构件。
1.1 张弦结构拉索的安装难点根据张弦结构的力学特性，下弦索各索段的索力较为均匀，因此一般情况下，拉索连续贯通撑杆下端的索夹。
下弦索的空间姿态为平索，抗弯刚度小，将其从地面或拼装平台上提升至空中设计位置，是其安装难点之一。
另外，平索安装时大垂度的悬链线，索体对索头已有一定的水平拉力，难以将索头与结构节点连接，并且与张拉成型后的设计线形差异很大，这也是平索安装的难点之一。
1.2 张弦结构拉索的安装工艺为便于将拉索的索头与端部节点、索体与撑杆下端索夹分别连接，可采用“两端牵引、多点提升”的安装方法，从而减小拉索安装时的索端牵引力，易于调整拉索安装的空中姿态。
具体方法：1)在钢构上安装若干提升装置( 如电动环链葫芦、倒链等)，将索头与端部节点连接，并适当放长，然后将索体跨中与中间撑杆索夹连接，然后再将索体与其他索夹连接。
在两端索头和索体中部设置提升点，利用提升装置将拉索从地面或支架平台上向上提升。
2) 在索头设置临时牵引索，利用小吨位牵引装置( 如前卡千斤顶、卷扬机等) 两端牵引，将索头逐渐牵引向连接节点，用牵引力克服索中拉力，直至索头与结构节点连接。
3) 提升时不仅在两端索头上设置提升点，且在索体上也设置提升点，即多点提升，可大大减小牵引力，控制索头距离和索体在空中的线形。
大跨度空间预应力钢结构讲义
大跨度空间预应力钢结构讲义一、引言在现代建筑领域中，大跨度空间结构的应用越来越广泛。
其中，大跨度空间预应力钢结构以其独特的优势，成为了众多大型建筑的首选结构形式。
为了让大家更好地了解和掌握这一结构形式，本讲义将对其进行详细的介绍和分析。
二、大跨度空间预应力钢结构的概念与特点（一）概念大跨度空间预应力钢结构是指通过对钢结构构件施加预应力，从而提高结构的承载能力、刚度和稳定性，实现大跨度空间覆盖的一种结构形式。
（二）特点1、跨越能力强能够实现较大的跨度，满足大型公共建筑如体育场馆、展览馆等对空间的需求。
2、结构轻盈通过合理的设计和预应力的施加，减少了结构的自重，使得建筑更加轻盈美观。
3、经济性好相比传统结构形式，在满足相同功能要求的前提下，能够降低材料用量和工程造价。
4、施工便捷采用预制构件和现场拼装的方式，缩短了施工周期。
三、大跨度空间预应力钢结构的组成与分类（一）组成1、钢结构构件包括钢梁、钢柱、钢桁架等，是承受荷载的主要部件。
2、预应力索通常采用高强度钢绞线或钢丝束，通过施加预应力来改善结构的性能。
3、节点连接钢结构构件和预应力索的关键部位，其设计和施工质量直接影响结构的整体性能。
（二）分类1、张弦结构由上弦刚性构件、下弦柔性索和中间撑杆组成，通过对下弦索施加预应力来提高结构的承载能力。
2、弦支穹顶结构将穹顶结构与预应力索相结合，形成一种高效的空间结构体系。
3、吊挂结构通过吊挂在上部结构上的构件来承受荷载，预应力索用于调整结构的内力分布。
四、大跨度空间预应力钢结构的设计原理（一）力学分析需要考虑结构在各种荷载作用下的内力、变形和稳定性，采用有限元分析等方法进行精确计算。
（二）预应力的施加与控制根据结构的受力特点和设计要求，确定预应力的大小、分布和施加方式，并通过监测和调整来保证预应力的有效性。
（三）结构优化设计在满足结构性能要求的前提下，通过优化构件的尺寸、形状和布置，实现材料的合理利用和经济性最优。
大跨空间钢结构预应力施工技术分析
大跨空间钢结构预应力施工技术分析发布时间：2022-11-14T02:54:50.692Z 来源：《工程建设标准化》2022年13期7月作者：袁笑梅[导读] 大跨钢结构一般适用于大规模建筑工程，具有跨度大、环境复杂等特点袁笑梅身份证号：44082319870728****摘要：大跨钢结构一般适用于大规模建筑工程，具有跨度大、环境复杂等特点，在体育馆、交通枢纽等公共建筑中得到广泛应用。
但大跨度钢结构施工难度大且周期长，在整个施工过程中其受力状态也在不断改变，施工荷载、边界条件、结构形态的变化都会影响构件的最大应力和最大位移。
因此，为保障大型复杂钢结构的安全性，控制结构施工满足规范要求，有必要进行施工阶段模拟分析。
关键词：大跨空间钢结构；预应力；施工技术引言受限于我国经济发展的不平衡特性，我国部分地区的房屋建筑行业现代化技术改革工作起步较晚，在实际工程建设过程中房屋建筑的预应力混凝土技术应用还存在不足，目前亟须总结相关技术经验，为后续行业内部的现代化发展提供理论依据及实践支撑。
1预应力混凝土施工技术特点在预应力混凝土构件中预应力主要形成来源就是钢结构建材形变拉伸，在混凝土建材浇筑过程中混凝土材料被限定在建材弹性收缩范围内，进而利用本身建材的弹性收缩力为目标结构提供外伸的压力，并在施工过程中可以通过技术层面的封闭与调整做出灵活性的方案改进，进而提升钢筋混凝土组合建材的稳定及强度，延长使用寿命。
预应力混凝土施工技术相较于传统钢筋混凝土混合施工技术而言，可以通过外界锚固发力的方式大幅提升原有建材的强度刚性承力，在实际工程建设过程中精心设计的预应力结构可以使用较少的建材却达成理想的效果，充分贯彻落实了现代房屋建筑施工行业可持续发展的核心理念。
2大跨空间钢结构预应力施工技术2.1大跨度预应力网架监测施工技术1)预应力网架施工时，首先利用BIM技术和有限元软件等对网架本身、提升设备、提升设备附属支座、预应力节点在各工况下的受力情况进行计算分析，正式实施时通过预埋应变片监测各节点实际受力情况，并将监测结果与计算结果进行对比分析，过程中同步控制，完美解决了大跨度预应力网架监测的施工难题，保证网架施工安全。
浅谈预应力结构在大跨度建筑上的运用
浅谈预应力结构在大跨度建筑上的运用摘要：在大跨度建筑工程中，应对预应力在施工中运用进行研究，只有保证采用的预应力度适当，结构处理的合理，房屋建筑中的预应力结构抗震功效就能得以保证。
关键词：预应力结构；大跨度建筑；运用前言预应力不仅较为广泛地应用于工业与民用建筑的屋架、吊车梁、空心楼板、大型屋面板和交通运输方面的桥梁、轨枕，以及电杆、桩等方面，而且已应用到矿井支架、海港码头、造船等方面，预应力结构在大跨度建筑上的运用更加广泛，应对其进行研究。
一、建筑筑预应力施工中注意问题在房屋建筑工程中通常在其局部采用预应力技术，在施工时也要与土建施工密切配合。
部分的预应力梁也需要在结构内部设置后浇孔作为张拉的空间，在土建施工时应该按照图纸留设后浇孔。
同时为了避免张拉时由于局部的压力过大造成的在张拉端混凝土的破损，要在张拉端设置加强螺旋筋等措施。
固定端柱筋定位时应确保波纹管的顺利通过，张拉端柱筋的定位要确保能够安装锚垫板；在张拉端部，梁面、底筋的弯折方式要与锚具位置密切配合，要按照工程图纸设计箍筋的尺寸，这样才能保证波纹管的顺利通过。
施工交底时也需要确定普通钢筋位置同时要与波纹管的位置错开，对妨碍锚具位置、波纹管位置的梁筋和柱筋要做相应的调整，这样可以避免在工程施工时由于各种钢筋交叉冲突而形象施工的进行。
预应力施工结束后严禁在楼板、梁底、梁支座等处在没有获得批准的情况下任意钻孔。
二、预应力技术在建筑施工中应用1、预应力筋处理与曲线布设该工程施工建设过程中所需要的预应力筋应当严格按照施工所需长度切割，全部施工材料下料后，应当对锚具进行固定，加工完成后送到施工现场。
在预应力钢绞线下料过程中，其长度与结构钢绞线长度应当基本相同，而且张拉端预留长度与下料误差即上述之和。
在下料操作完成后，应确保钢绞线成品不能有磨损、死弯；下料完成后的钢绞线应严格按照其长度、尺寸等，分类放置；当预应力筋下料操作完成后，一定要对其规格尺寸、质量以及数量等参数进行严格的测量检查。
预应力大跨度空间钢结构的应用与展望
预应力大跨度空间钢结构的应用与展望预应力大跨度空间钢结构的应用与展望董石麟浙江大学空间结构研究中心杭州 310027摘要：本文主要是阐述了我国预应力大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。
这些预应力空间钢结构包括有预应力网格结构、斜拉网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等。
最后，本文展望了新世纪的预应力空间钢结构。
关键词：预应力结构大跨度结构空间钢结构空间网格结构索穹顶结构弓式预应力钢结构应用与发展1.前言预应力大跨度空间钢结构是把现代预应力技术引用到例如网架、网壳等网格结构、索、杆组成的张力结构、立体桁架结构等一类大跨度结构,从而形成一类新型的、杂交的预应力大跨度空间钢结构体系.这一类结构受力合理、刚度大、重量轻,制作安装也比较方便,在近十多年来得到开发与发展,并在大跨度、大柱网的公共与工业建筑中得到应用,且受到国内外科技界和工程界的关注和重视,其推广应用和发展前景是无比广阔的[1][2][3].采用预应力技术于大跨度空间钢结构具有如下的特色和优势.(1）可以改变结构的受力状态,满足设计人员所要求的结构刚度、内力分布和位移控制.（2）通过预应力技术可以构成新的结构体系和结构形态(形式),如索穹顶结构等.可以说,没有预应力技术,就没有索穹顶结构.（3）预应力技术可以作为预制构件(单元杆件或组合构件)装配的手段,从而形成一种新型的结构,如弓式预应力钢结构.（4）采用预应力技术后,或可组成一种杂交的空间结构,或可构成一种全新的空间结构,其结构的用钢指标比原结构或一般结构可大幅度的降低,具有明显的技术经济效益.预应力空间钢结构预应力的施加方法通常有两种: 一种是在预应力索、杆上直接施加外力,从而可高速改善结构受力状态,致使内力重分布,或者是形成一种新的具有一定内力状态的结构形式;另一种是通过高速已建空间结构支座高差,改变支承反力的大小,从而也可使结构内力重分布,达到预应力的目的.预应力索、杆的材料通常可采用高强度的钢丝束、钢铰线、也可采用钢棒、钢筋.2.预应力网格结构现代预应力技术与空间网格结构(包括网架与网壳)相结合便可构成预应力的网格结构.通常施加预应力的方案有两种:一种是在网架的下弦平面下设置预应力索,如图1a所示,也可在网壳的周边设置预应力索,如图1b所示,通过张拉预应力索建立与外载作用反向的内力和挠度;另一种是通过网格结构支座高差强行调整就位(通常为盆式搁置就拉,在使用阶段达到支座最终反力趋向于均匀化),使网格结构建立预加应力,如图1c所示.预应力网格结构有下列特点:1.可采用高强度预应力拉索作为网格结构的主要受力杆件,以降低材料耗量.2.可采用多次分批施加预应力及加荷的原则(多阶段设计原则),使杆件反复受力,并在使用荷载下达到最佳内力状态;预应力网架结构的简捷计算法及施工张拉全过程分析可参见文献[4].3.通过预应力技术可提高整个网格结构的刚度,减少结构挠度.4.对于网壳结构可解决水平推力问题,适当配置支座滑动构造措施,利用预应力技术可形成无水平反力的自平衡结构体系.5.对于采用改变支座就位高差,高速结构内力分布的施加预应力方案,是一种最经济的预应力方法;此时,对网格结构无需啬任何杆件和零部件材料.我国已建的预应力网格结构工程有十多幢,积累了丰富的设计与施工经验,其中有代表性的工程项目详见表1.表1 预应力网格结构工程实例[5]-[6]序号工程名称网格结构形式平面尺寸×厚度预应力技术特征用钢指标或省钢率建成年份设计单位1天津宁河体育馆正放四角锥网架42×42×3盆式搁置就位,角支座与边界中支座相对高差9㎝28.5㎏/㎡12%1984中国建研院结构所2重庆一中体育馆斜放四角锥网架37.8×37.8×2.34四周悬挑5.4盆式搁置就位,周边支座相对高差6.1㎝23.1㎏/㎡9%1993重庆建筑大学3重庆南开体育馆斜放四角锥网架长六边形33×66×2.2盆式搁置就位,二对边及四斜边支座相对高差分别为2.8㎝及7.3㎝19.8㎏/㎡11%1993重庆建筑大学4上海国际购物中心楼层正放四角锥组合网架27×27,截m腰边一角下弦平面下20㎝处增设四束高强钢丝铸锚束48㎏/㎡32%1993上海建筑设计研究院、5攀枝花市体育馆三向短程线型双层球面网壳74.8×74.8缺角八边形,矢高8.89m八点支承,对角柱跨度64.9m,周边设八道预应力索,分二次建预应力值700kN49㎏/㎡1994攀枝花建筑勘察设计院6广东清远市体育馆六块组合型三向双层扭网壳边长46.82正六边形,矢高8.0六点支承,对角柱跨度89m,周边设六道预应力索,每索建预应力值1600kN44.3㎏/㎡1995贵州工大设计院、清远市设计院7广东高要市体育馆四块组合型三向双层扭网壳54.9×69.3四点(每边中点)支承,支承间共设四道预应力索,每索建预应力值1400kN38.5㎏/㎡1995贵州工大设计院8广东阳山市体育馆双曲双层扁网壳44×56四角支承,周边共设置四道预应力索43%1996贵州工大设计院9郑州碧波园对角线局部三层(变高度)八面锥网壳80×80(2.8～7.8)间等边八边形,矢高18.5四对边端支座间沿边界共设四道预应力索,每索建预应力值700kN43.5㎏/㎡15-20%1996云光建筑设计咨询开发中心10广东新兴县体育馆四块组合型三向单双层混合扭网壳54×76.06四点(每边中点)支承,支承间共设四道预应力索28.2㎏/㎡43%1997贵州工大设计院11西昌铁路分局矩形底球面网壳与外挑1至59.7×42.7×1.25矢高6.15沿纵边七点支承,沿横向设置四道预应力索,分三次施加预28.5㎏/㎡28%1997攀枝花建筑勘察设计院体育活动中心6m柱面网壳应力12江苏宿迁市文体馆正放四角锥双层鞍形网壳80×62.5×3椭圆平面周边独立柱支承,在拱向沿下弦设十一道预应力索1999江苏省建筑设计研究院从表1所列预应力网格结构工程可能看出:建筑造型和结构形式丰富新颖,结构跨度有逐年增大的趋势，预应力技术高科技含量显著，可大幅度节省钢材耗量和工程造价。
预应力技术在大跨度建筑构件制作中的探索
预应力技术在大跨度建筑构件制作中的探索引言大跨度建筑构件的制作一直以来都是建筑领域中的一个重要研究课题。
为了实现更大的跨度和更高的结构性能，预应力技术在该领域中得到了广泛的应用和探索。
本文将探讨预应力技术在大跨度建筑构件制作中的应用和效益。
1. 预应力技术的基本概念和原理预应力技术是一种通过施加预先预应力力量到混凝土结构中，以改善其承载能力和耐久性的方法。
通过预先施加的压应力，可以抵消混凝土在自身重力和外部荷载作用下的拉应力，从而减小混凝土中的应力，提高其抗弯和抗剪性能，增加承载能力和延长使用寿命。
2. 预应力技术在大跨度建筑构件制作中的应用2.1 预应力技术的优势预应力技术的应用在大跨度建筑构件制作中有着明显的优势。
首先，预应力技术可以减小构件自重，在保证结构强度的前提下节省材料，降低施工成本。
其次，预应力技术可以提高构件的变形性能，减小变形对结构的影响，以实现更好的整体性能。
另外，预应力技术还可以提高构件的抗震性能和抗风性能，使得大跨度建筑能够更好地抵抗自然灾害的影响。
2.2 预应力技术在桥梁建设中的应用在大跨度桥梁的建设中，预应力技术被广泛应用。
通过在桥梁构件中施加预应力力量，可以降低桥梁的挠度和变形，提高桥梁的承载能力和稳定性。
同时，预应力技术还可以减小桥梁的自重，提高材料利用率，降低工程成本。
近年来，随着大跨度斜拉桥和悬索桥的普及，预应力技术在桥梁建设中的应用越发重要。
2.3 预应力技术在体育场馆建设中的应用预应力技术在大跨度体育场馆建设中也有着广泛的应用。
体育场馆的大跨度结构要求有较大的空间和承载能力，预应力技术可以有效满足这些要求。
通过施加预应力力量，可以提高体育场馆的抗震性能，使其能够更好地承受体育比赛和人流的冲击。
另外，预应力技术还可以降低体育场馆的变形，提供更好的观赛体验。
3. 预应力技术在大跨度建筑构件制作中的挑战与解决方法3.1 建材的选择在大跨度建筑构件制作中，建材的选择是一个关键问题。
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网壳环向外围共设40个节点，隔点依次布置支座，如此分布既能 保证良好的结构刚度，同时又可以显著提升结构的稳定性。
7.2.3 网壳结构截面的优化
第七章 大跨空间钢结构
网格模型建立完成之后，设置各工况荷载，优化杆件截面。
1、结构总体控制参数
结构设计使用年限
50年
建筑结构安全等级
二级
结构重要性系数
建筑抗震设防等级
w0 0.4kN / m2
风振系数取 体型系数取 风压计算
第七章 大跨空间钢结构
7.2.3 网壳结构截面的优化
第七章 大跨空间钢结构
5、温度荷载 钢结构合拢温度：15℃～20℃ 温度荷载：升温+20℃、降温-20℃ 6、地震荷载 抗震设防烈度：8度
建筑场地类别III类场地，第一组，设防烈度地震作用下的水平地
7.2.0 某工程网壳屋面
第七章 大跨空间钢结构
பைடு நூலகம்
网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础， 按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳 体的性质。其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力 逐点传力。此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结 构。
本章结合一个实际的类球面网壳工程介绍网壳结构的设计过程。 主要包括以下几个要点：
7.2.1 建筑条件及结构方案比选
方案说明 方案A：肋环斜杆型球面网壳； 方案B：扇形三向网格型球面网壳。
第七章 大跨空间钢结构
7.2.1 建筑条件及结构方案比选
第七章 大跨空间钢结构
计算条件 自重×1.1来考虑包括节点在内的整体质量； 恒载：1.0kN/m²； 活载：0.5kN/m²； 风荷载：按荷载规范考虑； 地震荷载：按8°（0.2g），场地类别三类，设计地震分组第一组， 按双向地震考虑耦联。 温度：±20℃。
（1）网壳结构的方案比选 （2）网格模型的建立 （3）网壳结构截面的优化 （4）网壳结构稳定性分析 （5）关键节点设计 （6）网壳结构的施工图绘制 本章将会用到的工具软件主要有：MIDAS/GEN、Ansys等，关于 各个软件的具体使用方法请参考各软件的使用说明书。
7.2.1 建筑条件及结构方案比选
震影响系数最大值
，在MIDAS中通过下图设置实现，此设置
也可用来调试大震、中震、小震等不同情况。
7.2.3 网壳结构截面的优化
第七章 大跨空间钢结构
(二)、荷载组合
1、结构承载力复核时，考虑以下类型的荷载组合：
1）1.35×恒+0.98×活 （1.2×恒+1.4×活）
2）1.2×恒+1.4×风 （1.0×恒+1.4×风）
丙类
抗震设防烈度
8度
设计地震分组
第一组
场地类别
Ⅲ类
2、位移限值
网壳结构的最大位移不应超过跨度的1/400。
3、杆件计算长度
壳体曲面内杆件计算长度为（1×L）
壳体曲面外杆件计算长度为（1.6×L）
7.2.3 网壳结构截面的优化
(一)、荷载 1、结构自重 2、恒荷载 建筑做法、屋面檩条等：1.0kN/㎡ 3、活荷载 不上人屋面：0.5kN/㎡ 4、风荷载 w0 0.4kN / m2 风压按照50年重现期取基本风压 根据荷载规范，按照B类地面粗糙度， 查得48.5米高度处风压高度系数
3）1.2×恒+1.4×温度
4）1.2×恒+1.4×活+0.84×风 （1.0×恒+1.4×活+0.84×风）
1.2×恒+0.98×活+1.4×风 （1.0×恒+0.98×活+1.4×风）
5）1.2×恒+1.4×活+0.84×温度 （1.2×恒+0.98×活+1.4×温度）
6）1.2×恒+1.4×活+0.84×风+0.84×温度
第七章 大跨空间钢结构
张相勇 博士 高工
7.0 概述
第七章 大跨空间钢结构
大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。大跨度建筑及作为其 核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平的重要 标志之一。大跨空间结构的类型和形式十分丰富多彩，习惯上分为如 下这些类型：钢筋混凝土薄壳结构、网架结构、网壳结构、悬索结构、 膜结构、索—膜结构以及混合结构，通常是柔性构件和刚性构件的联 合应用。
结构中央屋面网壳跨度30m，矢高5m，矢跨比1/6>1/7，整体采 用扇形三向网格形式。径向杆件长度均为3m，与中心相连的共有八根， 每根夹角45°，环向共有5层，依次连接各杆件。
网壳节点全部采用鼓型焊接球节点，网壳周边采用20个固定铰支 座与下部混凝土连接。
7.2.2 网格模型的建立
第七章 大跨空间钢结构
7.2.1 建筑条件及结构方案比选
结果对比 线性静力分析结果
第七章 大跨空间钢结构
用钢量统计 由上述对比分析可知，A、B两方案用钢量基本相同，但是方案B 最大挠度远小于方案A，且方案B更好的控制了所有杆件的应力比，故 结构采用扇形三向网格型球面网壳。
7.2.2 网格模型的建立
第七章 大跨空间钢结构
（1.2×恒+0.98×活+1.4×风+0.84×温度）
1.2×恒+0.98×活+0.84×风+1.4×温度
（0.9×恒+1.4×活+0.84×风+0.84×温度）
0.9×恒+0.98×活+1.4×风+0.84×温度
（0.9×恒+0.98×活+0.84×风+1.4×温度）
随着建筑科技的进步和经济文化发展的需要，人们在不断地追 求覆盖更大的建筑空间。我国虽然尚是一个发展中国家，但由于国大 人多，随着国力的不断增强，要建造更多更大的体育、休闲、展览、 航空港、机库等大空间和超大空间建筑物的需求十分旺盛，而且这种 需求量在一定程度上可能超过许多发达国家。这是我国空间结构领域 面临的巨大机遇。
第七章 大跨空间钢结构
本工程为某屋顶钢结构单层球面网壳，网壳网格采用扇形三向网 格形式。整个网壳投影圆形半径为15m，矢高5m。节点采用鼓型焊接 球节点，网壳周边采用20个固定铰支座与下部混凝土连接。结构设计 使用年限为50年。
单层球面网壳构造简单，重量轻，外观简洁优美，但稳定性较差， 一般适用于中、小跨度结构。单层球面网壳的形式，按网格划分主要 有肋环形球面网壳、肋环斜杆型球面网壳、葵花型球面网壳、扇形三 向网格型球面网壳等。本例工程为中小型网壳屋盖，在结构设计初期 分别采用两种单层网壳结构体系进行初算，通过对比计算结果，选择 合适方案。