预应力钢结构发展五十年

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建筑行业预应力技术的历史概述

建筑行业预应力技术的历史概述

建筑行业预应力技术的历史概述预应力技术是建筑行业中的一项重要技术,能够提高结构的承载能力和耐久性。

在这篇文章中,我们将回顾建筑行业预应力技术的历史发展和应用。

什么是预应力技术预应力技术是通过施加预先设计好的拉力或压力在结构中的特定部位来改善结构的性能。

通过引入内部压力,预应力技术可以抵消结构在使用过程中产生的外部荷载,从而减轻结构的应力和变形。

这种技术可以增加结构的承载能力、延长结构的寿命并提高结构的整体稳定性。

预应力技术的历史发展预应力技术的历史可以追溯到19世纪晚期。

最早出现在伦敦的一个轻便斜拉桥上。

但是,真正推动预应力技术发展的是法国工程师Eugene Freyssinet。

他在1928年首次提出了预应力概念,并在接下来的几十年里进行了深入的研究和实践。

20世纪40年代,预应力技术开始在实际建筑中得到广泛的应用。

战后重建时期,预应力技术在欧洲得到了进一步的发展和应用,并成为重建过程中的关键技术之一。

随着时间的推移,预应力技术在世界各地得到了广泛的认可和应用。

在20世纪50年代,预应力混凝土开始在美国得到应用。

自那时以来,预应力技术在建筑行业中的应用不断扩展,并涵盖了各种建筑结构形式和材料。

预应力技术的应用预应力技术广泛应用于建筑行业的各个领域。

以下是一些常见的预应力技术应用示例:1.预应力混凝土桥梁:预应力技术常用于桥梁的建设中,以提高其承载能力和减少结构的变形。

预应力混凝土桥梁具有高度的稳定性和耐久性,能够经受住长期的荷载和环境影响。

2.预应力混凝土建筑:在高层建筑和大型结构中,预应力技术可以增加结构的稳定性和安全性。

预应力混凝土建筑能够提供更大的内部力和刚度,从而减少结构的应力。

3.预应力边坡和隧道:预应力技术可以用于边坡和隧道的加固和稳定。

通过施加预应力力量,可以提高边坡和隧道的抗滑稳定性,并减少地震等外部荷载的影响。

4.预应力混凝土地基:预应力技术可以用于改善地基的稳定性和抗沉降能力。

回顾六十年建筑钢结构发展3篇

回顾六十年建筑钢结构发展3篇

回顾六十年建筑钢结构发展3篇回顾六十年建筑钢结构发展1回顾六十年建筑钢结构发展建筑钢结构是一种采用钢材作为主要承重结构构件的建筑结构形式,具有高强度、轻质、耐用等特点,广泛应用于各类建筑工程中。

自上世纪五十年代起,我国开始引进、研发和生产建筑钢结构,经过六十年的发展,建筑钢结构已经成为国内建筑工程中的重要组成部分。

本文将回顾六十年来建筑钢结构的发展历程,探寻其发展趋势。

上世纪五十年代,建筑钢结构在我国尚属于新兴技术,国内的建筑钢结构主要是引进的,如1950年引进的东京大学动力实验厅、1951年引进的莫斯科白楼公寓等。

这些进口的建筑钢结构引起了国内建筑界的强烈关注,推动了国内技术人员对这一领域的研究和开发。

上世纪六十年代是我国建筑钢结构发展的关键时期,以地震为契机,钢结构在我国开始得到广泛应用。

1960年至1970年期间,我国建筑钢结构采用简单的钢筋混凝土组合结构形式,如钢筋混凝土框架、钢筋混凝土剪力墙等。

1971年至1990年期间,我国的建筑钢结构已经开始发展成为成套产品,主要发展了钢框架、钢桁架、钢柱和桥梁构件等钢结构产品。

1992年至2000年期间,我国建筑钢结构经历了一次技术革新,采用了“局部构件预制化,现场装配”的生产方式,提高了工程的生产效率和工程质量。

同时,钢结构在超高层、大跨度和特殊用途建筑中得到了大量应用。

2001年至2010年期间,我国建筑钢结构行业得到快速发展,特别是在生产、制造、施工等方面均取得了重大突破。

钢结构成套化生产技术和CAD、CAM、CNC及BIM等先进技术的应用引领了整个行业的发展。

同时,钢结构在地下空间、公路桥梁和轨道交通等领域的应用也逐渐扩大。

2011年至今,我国建筑钢结构行业不断迈向高端,技术水平和产品质量也得到了极大提升。

钢结构建筑的高清洁性、耐久性、成本优势等特点得到了充分的认可,其在环保、可持续发展等方面也具有广泛的应用前景。

此外,以智能制造、绿色工程、建筑信息化等为代表的新兴技术将进一步推动建筑钢结构行业的发展。

预应力钢结构的发展

预应力钢结构的发展

预应力网格结构有下列特点 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。 (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 (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, 量。 并在使用荷载下达到最佳内力状态。 (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 (3)通过预应力技术可提高整个网格结构的刚度 ,减小结构挠度。 复受力,并在 (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 使用荷载下达到最佳内力状态。 术可形成无水平反力的自平衡结构体系。 (3)通过预应力技术可提高整个网格结构的刚度 ,减小结构挠度。 ,是一种最经 (5)对于采用改变支座就位高差 ,调整结构内力分布的施加预应力方案 (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 济的预应力方法。此时 ,对网格结构无需增加任何杆件和零部件材料。 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,调整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,对网格结构无需增加任何杆件和零部件材料。
现代预应力结构的发展探讨: 1、加强新型结构体系与基本理论的研究 2、设计与施工水平的提高 3、索体基本性能研究与新产品研发 4、索体有效防火材料的研发 5、索体检测的规范化与索体损伤监测绍,通过实例让读者了解 预应力钢结构发展过程,现代预应力钢结构的类型及特点。通 过理论分析,探讨了现代预应力钢结构的研究、设计以及施工 过程问题和解决方案,并对预应力钢结构的发展、新产品材料 的研发、结构的优化做出了设想。
预应力大跨度空间钢结构的应用与展望

著名预应力钢结构专家陆赐麟教授

著名预应力钢结构专家陆赐麟教授

著名预应力钢结构专家陆赐麟教授钢结构对于很多人来说也许是陌生的,然而对于一个国家建筑结构学科的建设和发展,这是一个非常重要而且充满无数挑战的高技术领域。

今天我们讲述的主人公就是在这一领域披荆斩棘、并且成为领军人物的著名预应力钢结构专家陆赐麟教授。

人生就像一座桥提起陆老,他的一生就像一座桥,有着属于自己的壮阔。

他1948年至1952年就读于北洋大学(现天津大学)土木系,毕业后派往清华大学继续深造。

1955年在清华大学钢木结构教研室担任讲师,1956年赴前苏联留学,1960年获苏联莫斯科建工学院(现莫斯科国立建筑大学)科学技术副博士学位,回国后在清华大学任教,并先后在国家科委、中国科学院等单位工作。

1980年至1990年在北京工业大学从事教学和科研工作,1990年至1996年担任北京住宅建筑总公司海外工程部顾问、中联建筑技术综合发展公司总经理等职。

现任中国钢结构协会专家委员会委员,中国钢协房屋钢结构分会顾问,中国建筑钢结构委员会专家组资深专家,《建筑钢结构进展》及《钢结构》期刊编委等。

自上世纪60年代初留学回国后,陆赐麟教授一直致力于预应力钢结构的科研与教学工作,在国内外发表科技论文近百篇,2003年底出版了我国预应力钢结构方面的新著《现代预应力钢结构》。

目前正在主持编制我国第一部《预应力钢结构技术规程》。

他先后编写及翻译的著作有7部,主持或参与了多项钢结构及预应力钢结构重大工程项目的评审。

1980年出版的苏联《金属结构设计手册》刊印了他提出的多次预应力钢结构理论研究成果,并为我国攀枝花市体育馆(1994)及西昌铁路体育中心(1995)两座多次预应力钢网壳屋盖结构设计奠定了理论基础。

他为推动我国预应力钢结构学科的健康发展和不断深化做出了贡献。

与钢结构的不解之缘作为杰出的钢结构专家,陆赐麟教授把毕生的精力都献给了国家预应力钢结构学科的探索与发展上。

这不得不提他与钢结构的不解之缘。

陆赐麟教授年青时喜欢大自然的清新广阔,于是在天津大学(原北洋大学)上学时,他选择了土木系结构组,在那里,陆赐麟教授度过了美好的大学时光。

中国钢结构五十年

中国钢结构五十年

中国钢结构五十年王国周[提要]本文综合介绍新中国建国50年来钢结构的发展情况,包括房屋、桥梁、塔桅、管道、储罐、压力容器以及水工等方面,并列举了重要的钢结构工程。

特别介绍了改革开放以来,房屋钢结构以其优越的结构性能和良好的综合经济效益,在国内迅速发展的情况。

一、房屋(建筑)钢结构钢结构尤其是房屋钢结构的50年发展过程大体可分为三个阶段:一是初盛时期(50年代至60年代初),二是低潮时期(60年代中后期和70年代),三是发展时期(80和90年代),分述如下。

(一)初盛时期(50年代至60年代初)1949年新中国成立后,百废待兴,借助苏联经济和技术的支援,在50年代有156个建设项目新建和扩建。

其中冶金、重型机械、动力设备、汽车、飞机、造船等重型工业工厂的大部分厂房采用钢结构,例如鞍山钢铁厂、武汉钢铁厂、包头钢铁厂、太原钢铁厂、富拉尔基和太原重型机械厂、哈尔滨三大动力厂(锅炉厂、电机厂、汽轮机厂)、长春汽车制造厂、沈阳和哈尔滨的飞机制造厂、大连造船厂、洛阳拖拉机厂等。

当时的厂房钢结构主要是由钢柱和钢屋架组成的单层钢框架,阶形钢柱支承吊车梁,采用的钢材主要是碳素结构钢(3号钢)。

当时各有关工业部门都成立了设计院。

如北京、东北(在沈阳)、华东(在上海)、中南(在武汉)、西南(在成都)、西北(在西安)等六个工业建筑设计院;北京、武汉、鞍山、重庆、包头、上海等地成立钢铁(黑色冶金)设计院。

各地也纷纷兴建钢结构制造厂,成立安装(建设)公司。

先后建立的22个冶金建设公司,其中大都有钢结构安装和制造队伍。

从无到有,短短几年时间建成了许多钢结构工业厂房,为我国重工业打下了基础。

在取得了卓越建设成就的同时,钢结构的设计、制造和安装水平也有很大的提高,成长了一批钢结构技术队伍,几十年来一直是钢结构事业的骨干力量。

民用建筑方面的钢结构房屋虽然没有工业建筑那么多,但也有值得一提的几幢。

1954年建成的北京体育馆,采用跨度57m的两铰拱,是当时较大的体育馆。

预应力技术回顾与展望

预应力技术回顾与展望

2 出中 高 等 强 度 的 预 应 力 钢 丝 ( 15000kg / cm ~ 16000kg / cm2 ) 、 钢绞线 ( 1470MPa ~ 1570MPa ) 产品,
以及中等强度产品如热轧低合金预应力钢筋 、 热处 理预应力钢筋和精轧螺纹预应力钢筋等 。为配套这 我院技术人员完善了钢筋束、 钢绞线束 类材料应用, JM 锚技术等, , 70 开发了配套张拉机具 并于 年代中 《常用预应力锚夹具定型图册 》 , 期编制出版了 进一 步促进了我国预应力技术的发展 。 80 年代末期以后, 我院技术人员针对冷轧带肋 钢筋技术的引进, 开展了大量试验研究, 编制了相关 应用技术规程, 使该技术在板类构件中得到广泛应 800 用, 节省了大量钢材, 特别是成功地将 650 级、 级冷轧带肋钢筋应用到预应力构件中, 替代了用冷 拔低碳钢丝制作预应力空心楼板的技术 , 一方面在 充分利用原有设备的基础上降低了生产成本 , 另一 方面显著提高了预应力空心楼板的质量 , 因而得到 。 了极其广泛的应用 2. 1. 4 高强预应力钢丝、 钢绞线配套技术 20 世纪 80 年代中期以后, 我国相继从国外引
[ 摘 要] 预应力技术经过近 60 年的发展, 已经从预应力混凝土技术发展到预应力钢结构技术和特殊施工技术, 在我国 土木工程中应用范围日益扩大 。本文通过对近 60 年预应力技术发展过程回顾, 总结了中国建筑科学研究院在冷拉钢筋 、 冷拔 钢丝、 高强钢丝钢绞线预应力材料及工艺技术领域, 以及在结构和应用领域的主要成果和重要贡献, 介绍了近 20 年承建的广 珠海机场候机楼、 浙江黄龙体育中心主体育场和深圳宝安体育场等典型工程, 对预应力技术未来发展方向和应 东国际大厦、 用前景进行了展望。 [ 关键词] 预应力; 高强材料; 张拉; 锚固; 回顾 [ [ 中图分类号] TU378 文献标识码] A

钢结构200年发展历程【实操分享】

钢结构200年发展历程【实操分享】

钢结构200年发展历程【实操分享】自18世纪起,钢结构的应用就开始出现。

1980年,钢结构在建筑行业中开始大规模应用。

此后,钢结构设计和建造技术不断改进,广泛应用于各种建筑和结构中。

钢结构的优点1.重量轻、强度高:钢结构比传统混凝土结构更轻更强,因为钢的密度比混凝土低,且钢的强度比混凝土高。

2.施工速度快:由于钢结构大部分都是工厂预制的,因此现场施工速度更快、更方便,不需要等待混凝土结构中的水泥干燥,从而节约时间和成本。

3.施工效率高:钢结构可以更好地满足建筑设计师的特定需求,例如建筑的独特外形和自由形态,从而使钢结构的施工效率更高。

4.可持续性:钢可以回收再利用,从而减少建筑材料的浪费和对环境的影响。

钢结构的发展历程20世纪初期,钢结构被用于桥梁建设,以其轻便、坚固的特点得到了广泛应用。

20世纪30年代,钢结构得到了飞速发展,取代了传统的木质结构和砖石结构,成为了建筑行业的主流。

1949年,美国的一位建筑师Wright用钢结构设计了一座名为Guggenheim的博物馆,使得钢结构成为建筑界的宠儿。

20世纪50年代,钢结构继续发展,应用范围逐渐扩大到了高层建筑和大型工业建筑中。

20世纪60年代和70年代,随着结构设计和制造技术的进步,钢结构开始逐渐普及,逐步成为了建筑行业的主要建筑材料。

2000年之后,随着计算机技术的发展、钢材生产技术的进步、焊接技术的提高等多种因素的综合作用,钢结构的制造和施工技术进一步提升,进一步扩大了应用范围。

总之,随着时间的推移,钢结构的应用越来越广泛、成熟,逐渐成为了建筑界不可或缺的一部分。

同时,钢结构的优点也在逐步被更多的人所认可,继续带动钢结构的发展和创新。

中国桥梁五十年回眸

中国桥梁五十年回眸

中国桥梁五十年回眸一、引言在人类文明的发展史中,桥梁占有重要的一页。

中国古代木桥、石桥和铁索桥都长时间保持世界领先水平,任桥梁发展史上曾占据重要地位,为世人所公认。

例如,据文献记载,中国早在公元前五十年(汉宣帝甘壺四年)就建成了跨度达百米的铁索桥,而欧美直到十七世纪尚未岀现铁索桥。

1665年徐霞客的《铁索桥记》详细描述了建于1629年在贵州境内的一座长约122米的铁索桥。

法国传教士于1667年出版了一本《中国奇迹览胜》,书中也介绍了中国铁索桥。

世界科技史家英国李约瑟博上指岀:这两本书直接启发了西方人建造铁索桥的尝试。

十八世纪的英国工业革命造就了近代科学技术,也使欧美各国率先进入现代桥梁工业新时代。

不幸的是,中国自十三世纪北方少数民族入主中原的元朝起,科技就停滞不前,到十七世纪明朝时已开始落后于西方。

淸朝政府又奉行闭关自守的愚昧政策,夜郎自大,终于在1840年的鸦片战争中惨败,使中国遭到列强的侵凌,蒙受了百年耻辱。

回顾旧中国的桥梁,长江是天堑,黄河上的三座桥梁:津浦铁路济南铁路桥,京汉铁路郑州铁路桥和兰州市黄河桥以及上海、天津、广州等大城市中的一些桥梁也无一不是由洋商承建的。

我们唯一能引以自豪的是由茅以升先生主持兴建的杭州钱塘江大桥。

该桥由他带领一批留学生自行设计和监造,但实际施工仍由丹麦康益洋行承包下部结构和沉箱基础工程,上部结构钢梁则由英商逍门朗公司承包制造和安装。

旧中国的承包商还没有建造大桥的水平, 而政府交通部门也没有大桥施工队伍,只能做一些公路小桥涵的工程。

当时水平最高的中国桥梁工程队伍当推由赵祖康先生领导的上海市工务局,他们在解放前已设计建造了几座跨苏州河的钢筋混凝上悬臂梁桥,至今仍发挥作用。

这支队伍也是解放初期我国桥梁建设的重要技术力呈:,后来组建成上海市政工程设计院。

新中国诞生后,面对美国的经济封锁和制裁,向苏联学习是我们唯一的选择。

在桥梁工程领域我们也派岀了很多留学生赴苏联学习他们的预应力混凝上和钢桥技术。

62张建林-中国建研院风洞试验室屋顶张弦梁设计

62张建林-中国建研院风洞试验室屋顶张弦梁设计

中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文2006年中国建研院风洞试验室屋顶张弦梁设计张建林徐博宇赵磊(建研科技股份有限公司,北京100013)(京移通信设计院有限公司,北京100035)(建研科技股份有限公司,北京100013)提要中国建筑科学研究院风洞实验室屋顶采用张拉拱张弦梁结构。

结构纵向为钢筋混凝土框架,横向为钢、混凝土排架结构。

本文介绍了张弦梁设计分析过程以及设计中需要注意的若干要点,通过有限元程序计算并结合钢结构设计规范完成了张弦梁的设计。

关键词张弦梁,面外稳定,面内稳定,整体轴向刚度,有限元分析1工程概况中国建筑科学研究院风洞实验室为国家级的重要实验设施。

预计建成后将成为亚洲第一大风洞实验室。

实验室同样由一栋净高12米的大空间实验室及贴邻建造的2层(局部3层)附属设施构成。

大空间实验室主要进行高层、大型建筑及居住小区等的风洞实验,风环境模拟等。

风洞试验室屋顶张弦梁标高处结构布置图如图1,结构剖面图如图2。

结构平面尺寸108mX36m,屋顶距离地面高16.5m。

纵向(东西方向)为钢筋混凝土梁柱框架结构,柱距9m,共12跨。

横向(南北方向)为混凝土柱与屋顶张弦梁组成的排架,单跨跨距30m。

由剖面图还可以看出张弦梁平面投影的北边还有四层裙房。

裙房为钢筋混凝土框架结构,长90m,宽6m。

屋顶采用轻型压型彩钢板屋面。

图1 屋顶张弦标高处结构平面图张建林,男,1979.9出生,工学硕士中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文2006年图2结构剖面图2 设计介绍2.1结构方案从结构整体概念定性分析可以得出,横向排架的一端具有很大的抗侧刚度,而另一端的抗侧刚度较小,需要由与两端相连的张弦梁来支撑,这就要求张弦梁除了能满足竖向荷载的设计要求外,还得具有很大的轴向刚度,同时还得考虑风荷载作用下图2 右侧柱传给张弦梁水平力后造成的张拉力损失。

就张弦梁本身来说,根据建筑的要求,采用了受力合理、外形美观、富于变化的张拉拱式张弦梁。

浅谈对预应力钢结构发展的认识

浅谈对预应力钢结构发展的认识
【 摘 要 】我 国预应力钢 结构的发展 已有 5 0多年 ,最近 2 0年有 了较大的发展 ,且倍 受 国内建筑界重视和关注。文章通过
对预应力钢 结构的特点及 其快速发展原 因进行分析 ,并对其研 究现状及 开发前景进行 了探讨 。
【 关键 词 】预 应 力 钢 结 构 ;发 展 ;前 景 【 图分 类 号 】T 9 中 U34 【 献 标 识 码 】A 文 【 文章 编 号 】 10 — 11 000 — 12 0 08 15 ( 1)6 0 1 — 2 2 构 组 成 超 静 定 体 系 。这 种 预应 力 钢 结 构 是 目前 全 球 应 用 最 广
2 1 第 6期 0 0年 f 第 1 0期 ) 总 3
大 众 科 技
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浅谈 对 预 应 力钢 结构 发展 的认识
秦荷 成 ’2 ,
( . 西大学,广西 南宁 5 0 0 ;2广西建设职业技 术学院 ,广西 南宁 50 0 1 广 3 04 . 30 3)
进性和科学性 ,对其研 究和应 用 已经从实腹梁、桁架等领域 扩展到刚架 、塔桅结构 、大跨 空间结构、悬索结构、桥梁、 高层 建筑 、起 重 设 备 结 构 、储 液 库 和 大 直径 高压 管道 结构 等
多方 面 领 域 。
最 近 几 年 的 工 程 实 例 有 : 国家 体 育 馆 、深 圳 展 览 中心 、 北 京 农 展 馆 新 馆 、 2 0 年 奥 运 羽 毛球 馆 等 。 08 2 0 年 奥运会 羽毛 球 、艺术 体操 比赛 馆建筑 总面 积为 08 2 3 3 ,其 中 , 地 下 2 8m, 基 地 面 积 13 0 48 m 50 3 6 m,总 用 地 面 积为6 1 4 6 2 m,体育馆规划用地面积为4 3 52 4 5 m。总座席数7 0 58

预应力钢结构发展50年(1)

预应力钢结构发展50年(1)

d v lp nt nd r a i n. Du i g is e eo me t h r s e ia c d s a n c ,a d l t e e wa r s r u a d a a c . e eo me c e t a o rn t d v l p n ,t e e wa h t n e a t y a y n as h r s p o p o s n dv n e s n n o e Re al g t e h so y o r c e e o me ts ro sy, a fe t ey u e t e p tf rr f r n e ma t rt e p e n d p a h u u e c l n h it r fb a h d v lp n e u l we c n e f i l s h a o e e e c , s e h r s ta ln t e f t r , i n i c v s e n
论 分 析 , 做 过 平 行 弦 钢 桁 架 模 型 试 验 , 15 还 在 9 3年 他首 次成 功地 设 计 并建 造 了布 鲁 塞 尔机 场 飞机 库双 跨 预 应 力 连 续 钢 桁 架 门梁 结 构 ( 6 5+7 . ) 省 7. 6 5 m, 钢 率 1 %, 低造 价 6 2 降 %。同 一 时 期 建 造 的 P S工 S 程还 有前 苏 联双 伸 臂 公 路 桥 ( 9 8 , 国伦 敦 国 际 14 )英 展 览会会 标塔 S yo ( 9 2 ,德 国三 跨连 续 实腹 梁 k l 15 ) n
回顾 历 史 , 出经 验 教训 才能 指 导现 在 , 得 回顾 历 史 了 解 发展 规律 才 能把 握 未 来 。这样 我 们 才能 真正 做到 借 鉴 昨天 , 握今 天 , 划 明天 。 掌 规 1 P S发 展 历程 S P S的发 展 大致 可分 为 三个 时 期 。 S 1 1 初创期( . 二战后 ~16 90年前 后) —— 探 索与前进 由于 二 战 后 百 废 待 兴 中 的 物 资 匮 乏 及 资 金 不

现代预应力结构的发展

现代预应力结构的发展

简述现代预应力结构的发展摘要:预应力技术从其应用至今已经显示了其强大的生命力,随着材料性能的提升、科技的进步和计算方法的改进,预应力技术的应用逐渐向更宽广的领域内发展,使得预应力结构的形式更加多样化,本文将简单介绍预应力结构的发展,并主要介绍预应力结构在建筑工程、桥梁工程、地下工程、海洋工程和特种工程上新的发展与应用。

关键字:体外预应力;转化层;组合梁;衬砌;特种工程1预应力技术的发展概况[1]1886年美国工程师P H Jackson 和德国的C E W Doehring先后把预应力技术应用到混凝土结构, 但由于钢筋的应力松弛、混凝土的收缩及徐变很快就将所施加的低预拉应力损失掉。

直到1928年法国的Eagene rey ssinet首次将高强度钢丝应用于预应力混凝土才取得成功, 并在20世纪40年代后得到广泛应用与发展。

我国在20世纪50年代开始试验研究预应力混凝土结构。

最初试用于预应力混凝土轨枕,之后于1956年在陇海线成功建成一座28×23.8 m 跨新沂河的预应力混凝土铁路梁桥;1957 年京周公路上也修建了一座跨径为20m 的装配式后张预应力混凝土简支梁桥。

此后预应力混凝土结构在我国桥梁建设中的应用发展迅速,应用范围也扩大到高层建筑、海洋工程等新的领域,并随着高性能混凝土的采用, 施工工艺的不断创新, 计算理论的不断完善,设计思想的不断发展而发展。

2体外预应力概况2.1发展概况[4]体外预应力的应用始于法国,1928 年德国设计建造了主跨68 m 的体外力筋预应力混凝土桥,直到1950 年,欧洲各国虽然建造了为数不少的体外力筋预应力混凝土桥,但由于力筋的防腐问题未能很好解决,阻碍了体外力筋预应力桥梁的发展。

1950 年后,体内布筋的技术发展起来。

20 世纪70 年代,由于体内布筋造成的钢筋预应力损失及混凝土徐变、温度影响估计等使得桥梁破损严重,致使多数需要补强,加之预应力钢筋的防腐技术也取得了突破性进展,因此,体外力筋预应力桥梁技术又引起了人们的重视,并在1980 年后获得了迅速发展. 由于美国及法国的积极努力,建造了以Long Key 桥等为代表的一系列体外力筋桥梁。

预应力在建筑行业的发展与应用

预应力在建筑行业的发展与应用

预应力在建筑行业的发展与应用引言预应力是一种常用于建筑结构中的技术。

通过对混凝土结构施加预先计算好的应力,可以改善结构的性能和承载能力。

近年来,随着建筑行业的不断发展,预应力技术在建筑结构中的应用越来越广泛。

本文将介绍预应力技术的发展历程和在建筑行业中的应用情况。

预应力技术的发展历程预应力技术最早在19世纪末由法国工程师Eugène Freyssinet发明并应用于建筑结构中。

当时他发现,通过在混凝土中施加预先计算好的应力,可以使混凝土结构在承受荷载时表现出更好的性能和刚度。

随着这一技术的出现,建筑结构的跨度和高度得以大幅度增加,且更加安全可靠。

在20世纪,预应力技术得到了进一步改进和应用。

研究人员开发出更先进的预应力系统和施工工艺,为建筑行业带来了更多创新。

预应力技术不仅被应用于大型桥梁和高层建筑中,还被广泛用于地下结构、水利工程和工业建筑等领域。

预应力技术在建筑行业中的应用1. 高层建筑随着城市化的加速推进,高层建筑在城市中的地位日益重要。

而预应力技术在高层建筑的应用则可以提供更高的安全性和稳定性。

通过在建筑结构中施加预应力,可以有效降低结构的自重并增加其抗震能力,从而提高高层建筑的使用寿命和可靠性。

2. 桥梁桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,对于预应力技术的需求尤为突出。

预应力技术可以使桥梁具备更大的跨度和承载能力,减小结构变形和振动,提高桥梁的安全性和舒适性。

此外,预应力技术还可以延长桥梁的使用寿命,减少维修和保养成本。

3. 地下结构地下结构的建设对于城市的发展至关重要,而预应力技术在地下结构中的应用可以改善结构的稳定性和承载能力。

尤其是在承受地下水压力和地震荷载的情况下,预应力技术可以起到关键的作用。

通过施加预应力,地下结构可以有效抵抗外部荷载并保持良好的结构性能。

4. 水利工程水利工程中的水库、大坝、渠道等结构也可以应用预应力技术。

预应力技术在水利工程中的主要作用是增加结构的稳定性和抗冲击能力。

预应力钢结构发展五十年

预应力钢结构发展五十年

摘要:pss 发展至今已有五十年,它从用钢筋加固旧有结构物发展到现代多种多样的张拉结构体系,经历了初创,发展,创新的三个历史时期。

其中有过犹疑与停,也有过繁荣与猛进。

认真地回顾学科发展历史,才能更好地借鉴天,掌握今天和规划明天。

关键词:预应力钢结构结构设计一、前言预应力钢结构(pss)学科从诞生到现在已经历了五十年。

二次世界大中中战后恢复生产,重建经济时要求对旧结构和桥梁加固补强,50年代材料匮乏资金短缺年代里要求降低用钢量节约成本,于是出现了在传统钢结构中引入预应力的预应力钢结构学科。

随着科技进步、工业发达的步伐,20世纪末期在涌现大量新材料、新技术、新理论的推动下,pss领域中产生了一批张拉结构体系,它们受力合理,节约材料,型式多样,造型新颖,应用广泛,成为建筑领域中的最新成就。

pss学科从初始的简单节材思想发展到现代预应力张拉钢结构系列,历经了探索、观望、前进、突破、创新、繁荣的各种阶段。

回顾历史,得出经验教训才能指导现在,回顾历史了解发展规律才能把握未来。

这样我们才能真正做到借鉴昨天,掌握今天,规划明天。

二、pss发展历程pss的发展大致可分为三个时期:(一)初创期(二战后—1960年前后)——探索与前进由于二战后百废待兴中的物资匮乏及资金不足,和对原有建筑物、桥梁等承重结构继续服役时的安全要求,在欧洲的土建待业里萌生了把在钢筋砼结构中已应用多年的预应力技术移植到钢结构工程中的想法。

最初的研究者及实践者中有德国狄辛格教授(dischinger)英国萨姆莱工程师(j.f.samuely),比利时马涅理教授(g.magnel),美国阿什通教授(l.ashton)和前苏联瓦胡金工程师(m.baxypknh)等人,其中马涅理教授对pss学科的推动与发展贡献最大.他不仅对pss进行了理论分析 ,还做过平行弦钢桁架模型试验,在1953年他首次成功地设计并建造了布鲁塞尔机场飞机库双跨预应力连续钢桁架门梁结构(76.5m+76.5m),省钢率12%,降低造价6%.同一时期建造的pss工程还有前苏联双伸臂公路桥(1948),英国伦敦国际展览会会标塔skylon(1952),德国三跨连续实腹梁公路桥(1954)和美国双曲悬索屋盖雷里竞技场(1953)等.但是在钢结构中采用预应力新技术也遭到一些专家学者的非议与反对,并在刊物上展开激烈辩论.反对者指责pss中带来许多传统钢结构中没有的缺点及问题 ,例如省钢率不高却带来制造施工中的诸多麻烦;锚头耗钢量抵消不少省钢率;新增的预应力拉索易腐蚀,增大养护费用;由于构件截面减小结构挠度加大,不适用于许多结构,如桥梁;一些施加预应力的方法引起过大的次应力,甚至超过荷载应力等等.虽然更早就有在钢结构中采用预应力的做法,如在桥梁中的悬索张拉结构等,但在50年代中开展的这场学术争论中,g.magnel教授等人除耐心逐条澄清一些误解外,还郑重指出pss与预应力砼结构的本质差别,告诉大家不要用预应力砼中的设计思想和概念来看待新兴的pss学科。

钢结构的发展——预应力钢结构

钢结构的发展——预应力钢结构

本文通过对 预应力 钢结 构的应 用、特点、 类型、经 济效 益 进行阐述,提出了尚待开发与研究 的领域,随 着科技进步, 工业发展,预应力钢结构学科将更加深入地发展和提高。 【 关键词】 :钢结构;预应力钢结构 【 中图分类号】 :TU 3 93 【 文献标识码】 :B
预应力钢结构的类型
从力学特征上预 应力空 间钢 结构可 划分 为下 列基本 类 型: 传统型 在传统的空间 钢结构 体系 上采用 预应 力技 术,例如 在 平板网架或网壳中引 入预应 力以 改善 杆件内 力峰 值或提 高 刚度,如天津宁 河体育 馆;为进 一步 提高 经济 效益,可 采 用多次预应力技术,如攀枝花体育馆。 吊挂型 以斜拉索或直 索吊挂 传统 钢结构, 应用吊 点代 替支 点 以扩大室内无阻挡空间幅度,外露于 屋面之上的 承重结构, 类型多样,建筑造 型新 颖,如慕 尼黑奥 林匹 克公园 溜冰 馆 是大拱吊挂索网;江西体育馆是大拱吊挂网架。 整体张拉型 就是连续拉与 断续压 的构 思形成 的索 柱结 构. 早期 的 慕尼黑奥运会主赛场 馆,是外 平衡体 系;198 8 年 兴建的 汉 城奥运会主赛馆及 击剑 馆为整 体张 拉索穹 顶屋 盖,自重 仅
《四川建材》 20 0 6 年第 3 期 � 结构设计与研究应用
【文章编号】 : 167 2 - 40 11 (200 6) 0 3 - 0 22 4 - 0 2
钢 结 构 的发 展 — — — 预 应 力 钢 结 构
冯昆荣, 肖伦斌
( 四川绵阳职业பைடு நூலகம்术学院, 6210 0 0)
【摘 要】 :目前 预应力 钢结构 发展迅 速,应 用广泛。 结构等体系采用预 应力 钢结构 ,将会 带来令 人满 意的效 果 和可观的经济效益。

钢结构二百年来发展历程报告3000

钢结构二百年来发展历程报告3000

钢结构二百年来发展历程报告3000 钢结构是在结构上以钢为主要材料,经过特殊的设计和制造而成的一种新型建筑结构。

它由钢构件和钢支撑系统两部分组成。

结构简单,造价低,安装方便等优点。

在经济上比砖混房屋具有更好的经济效益和社会效益。

但是它仍有一些缺点,比如在结构重量上会增加,强度不够;对钢材不能起到良好的保护作用;其耐腐蚀性能差,使用年限短等等。

但是近200年来这方面技术进展迅速,使得它在我国建筑发展中占据了重要的位置。

我国是世界上钢产量最大的国家,也是生产和消费钢和水泥两大工业部门最发达的国家之一。

一、概述它包括焊接钢筋混凝土框架和钢柱、钢梁等部分。

钢构件主要由板材、型钢、槽钢件、钢板、不锈钢板和热轧钢板组成。

采用特殊的制造工艺和合理的结构形式。

钢结构被广泛应用于现代化建筑。

钢结构建筑已成为现代国际上建筑发展中的一种趋势。

20世纪60年代以来,世界上一些发达国家先后采用了新型钢梁和型钢框架结构技术以取代传统的钢筋混凝土框架结构。

二、发展历史早在19世纪末我国的一些桥梁上就开始出现以钢材为主要材料的桥梁建筑,但由于技术水平较低,结构形式不够美观。

随着科学技术的发展,钢结构逐渐成为建筑业最常用的结构形式之一。

中国自改革开放以来,钢结构工程得到迅速发展,并且在工业、农业及民用建筑领域中得到广泛应用。

目前我国生产销售钢铁产品的企业有近2000家,年生产能力为1000万吨左右。

钢结构房屋应用面积有1.5亿平方米。

钢结构住宅、大型公共建筑等其他工程也都使用大量的钢构件来建造。

此外,以钢筋混凝土为主体的传统房屋建筑的使用寿命也在逐步降低。

三、钢结构建筑的诞生第一次世界大战中,为了能在战争中有更大的使用空间,用来安置飞机、坦克、火炮等重型武器,战争中的民用建筑越来越多。

为了适应这些建筑的要求,德国于1922年开始采用钢板为主要结构材料,在巴黎建立了世界上第一个钢结构住宅小区。

1954年11月17日开幕的北京和平饭店就是用这种建筑结构的一个典型范例。

预应力钢结构技术的发展和创新 袁育文

预应力钢结构技术的发展和创新 袁育文

预应力钢结构技术的发展和创新袁育文摘要:经过几十年的发展和推进,我国预应力钢结构技术方面的很多理论研究已经为预应力钢结构技术的深入发展建立起夯实的基础。

随着社会的不断进步,预应力钢结构技术的相关研究层出不穷。

本文主要对预应力钢结构技术的创新与拓展进行探讨。

关键词:预应力钢结构;技术发展;技术创新;近30年来,我国大量兴建公共建筑,公共建筑跨度较大,因此促进了预应力技术与钢结构的结合,产生了多种钢结构体系,包括索网、斜拉、索桁架等。

在兴建公共建筑的过程中,充分发挥了预应力的强度潜力,其具有结构轻盈,时代感强的特点,大大促进了预应力施工技术。

一、预应力钢结构的发展现状在上个世纪中期预应力钢结构就已经开始逐渐得到广泛的应用,正是由于预应力钢结构在实际生产过程中的广泛应用,所以在很大程度上促进了我国国民经济的发展,研究预应力钢结构,需要从传统的钢结构基础进行入手分析,然后对预应力钢结构技术进行深入的分析和研究,所以就产生了大量的预应力钢结构技术的大型工程,伴随着经济的发展,技术的不断创新,预应力钢结构技术逐渐与高科技相关联,最大限度的促进预应力钢结构技术的发展符合社会不断变化的发展需要,例如华北电力的调度塔、济南省的省体育馆等等这些我国非常熟悉的建筑都充分的将预应力钢结构技术应用进去,这样不仅促进了建筑的科学性也在很大程度上推动了预应力钢结构技术的发展。

伴随着预应力钢结构技术应用的越来越广,我国已经有了专业的预应力钢结构技术的研究团队,所以在技术方面,需要不断的进行探索和思考,促进预应力钢结构技术的快速发展,预应力钢结构技术虽然取得了很大的发展,但是在实际的发展过程中仍然存在很多阻力,例如某些技术发展的不成熟,不完善,所以在后续的发展过程中仍然需要不断进行完善。

二、预应力钢结构的特点钢结构是一种比较理想的结构形式,预应力技术的引入则使钢结构的特点更加优越,在充分发挥钢材拉压强度的同时,还能有效的调整结构的刚度,增加结构稳定性。

01王俊-预应力技术回顾与展望

01王俊-预应力技术回顾与展望

中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文2006年预应力技术回顾与展望王俊冯大斌(中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分会)1预应力技术发展概述1.1 我国预应力技术发展历史回顾预应力混凝土经过五十年的发展,目前在我国已成为土建工程中一种十分重要的结构材料,应用范围日益扩大,由以往的单层及多层房屋、公路、铁路桥梁、轨枕、电杆、压力水管、储罐、水塔等,现在已扩大到高层建筑、地下建筑、高耸结构、水工建筑、海洋结构、机场跑道、核电站压力容器等方面。

1.2 房屋建筑中的预应力技术发展历史上世纪五十年代初,大量工业厂房和民用建筑需要兴建,而结构材料,特别是型钢和木材奇缺,由于难以解决厂房钢结构屋盖与钢吊车梁的型钢用料,迫切要求改用预应力混凝土来代替。

按照预应力经典理论,生产预应力混凝土必须要用高强钢材(钢丝和钢筋)和高强混凝土,要用专门的张拉千斤顶、锚夹具及其配套的专用机械与零部件,而在我国当年除书本知识外,真是一穷二白,一无所有。

要从国外进口,既缺外汇,又受帝国主义封锁,而苏联当时也起步不及,在人力物力上无力对我援助。

正是在这一艰难的时刻,原建筑工程部建筑科学技术研究所(中国建筑科学研究院的前身)接受了国家计委的任务,沿着自力更生、土法上马、走不同于国外的具有中国特色的低强钢材预应力的发展道路,开始了预应力混凝土的研究任务。

从上世纪五十年代初至八十年代初,我国房屋结构中开发研制了一整套预制预应力构件技术,如屋面梁、屋架、吊车梁、大型屋面板、空心楼板等,其中预应力空心板年产量达到一千万立方米以上。

这一时期的预应力技术特点是采用中、低强预应力钢材,采用中国特色的预应力张拉锚固工艺技术。

从上世纪八十年代中期至本世纪初,房屋建筑中预应力技术得到巨大发展,其显著特点是采用高强预应力钢材及相应工艺技术,对整体结构施加预应力,技术水平接近发达国家先进水平。

二十年间建设了一大批预应力工程,其中有代表性的工程有63层预应力楼面中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文2006年的广东国际大厦;214米高的青岛中银大厦;单体预应力用量最大、品种最多的首都国际机场2号航站楼,柱网最大的深圳大中华证券交易中心34×42米等。

预应力钢结构发展50年(2)

预应力钢结构发展50年(2)

() 过 3 1经 0余 年 的 工 程 实 践 , 经 肯 定 了 P S 已 S S的 可 行 性 、 靠性 、 进 性 , 其 它 材 料 的 空 间结 构 ( 混 凝 土 薄 壳 、 可 先 而 如
充 气 膜 结 构 等 ) 表 现 出 了局 限性 、 于 操 作性 等 不 足 ; 则 难 ( ) 材 料 ( 维 加 强 膜 、 种 玻 璃 、 候 钢 材 及 压 型 钢 2新 纤 特 耐
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 3 4 张 弦 梁 型 ..
创 新
由平 面 张 弦 梁 发 展 而 成 的 空 间 体 系 。 颐 名 思 义 , 弦 张 梁 是 预 应 力 索 撑 杆 形 成 中 间 支 点 以 支 承 上 部 刚性 梁 的结 构 。 这 种 结 构 是 P S的 初 始 形 式 , 下 弦 由刚 柔 两 类 杆 件 通 过 撑 S 上
1 3 2 吊挂 型 ..
纪7 0年 代 , 初 期 多 在 传 统 钢 框 架 上 镶 嵌 连 接 而 成 。 而 承 但
受 荷 载 的 金 属 框 架 耗 钢 量 大 , 属 强 度 不 能 充 分 发 挥 , 光 金 透
率 低 。至 2 0世 纪 8 ~9 0 0年 代 将 预 应 力 撑 杆 式 钢 压 杆 与 玻 璃 墙 面 点式 连 接 组 成 新体 系 取 代 了 前 者 , 成 了 P S体 系 中 形 S 的 新 品种 — — 玻 璃 幕 结 构 。 P S新 体 系 轻 盈 、 钢 、 透 且 S 省 通
的发展创新 , 代 P S 现 S S已具 有 下 列 基 本 类 型 。
1 3 1 传统 型 ..
在传 统 的 空 间钢 结 构 体 系 上 采 用 预 应 力 技 术 , 如 在 平 例 板 网 架 或 网 壳 中 引 入 预 应 力 以 改 善 杆 件 内力 峰 值 或 提 高 刚 度 , 天 津 宁 河 体 育 馆 , 进 一 步 提 高 经 济 效 益 , 采 用 多 次 如 为 可 预应力技 术, 攀枝花体育馆 。 如
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预应力钢结构发展五十年摘要:PSS发展至今已有五十年,它从用钢筋加固旧有结构物发展到现代多种多样的张拉结构体系,经历了初创,发展,创新的三个历史时期。

其中有过犹疑与停,也有过繁荣与猛进。

认真地回顾学科发展历史,才能更好地借鉴天,掌握今天和规划明天。

关键词:预应力钢结构结构设计一、前言预应力钢结构(PSS)学科从诞生到现在已经历了五十年。

二次世界大中中战后恢复生产,重建经济时要求对旧结构和桥梁加固补强,50年代材料匮乏资金短缺年代里要求降低用钢量节约成本,于是出现了在传统钢结构中引入预应力的预应力钢结构学科。

随着科技进步、工业发达的步伐,20世纪末期在涌现大量新材料、新技术、新理论的推动下,PSS领域中产生了一批张拉结构体系,它们受力合理,节约材料,型式多样,造型新颖,应用广泛,成为建筑领域中的最新成就。

PSS学科从初始的简单节材思想发展到现代预应力张拉钢结构系列,历经了探索、观望、前进、突破、创新、繁荣的各种阶段。

回顾历史,得出经验教训才能指导现在,回顾历史了解发展规律才能把握未来。

这样我们才能真正做到借鉴昨天,掌握今天,规划明天。

二、PSS发展历程PSS的发展大致可分为三个时期:(一)初创期(二战后—1960年前后)——探索与前进由于二战后百废待兴中的物资匮乏及资金不足,和对原有建筑物、桥梁等承重结构继续服役时的安全要求,在欧洲的土建待业里萌生了把在钢筋砼结构中已应用多年的预应力技术移植到钢结构工程中的想法。

最初的研究者及实践者中有德国狄辛格教授(Dischinger)英国萨姆莱工程师(J.F.Samuely),比利时马涅理教授(G.Magnel),美国阿什通教授(L.Ashton)和前苏联瓦胡金工程师(M.Baxypknh)等人,其中马涅理教授对PSS学科的推动与发展贡献最大.他不仅对PSS进行了理论分析,还做过平行弦钢桁架模型试验,在1953年他首次成功地设计并建造了布鲁塞尔机场飞机库双跨预应力连续钢桁架门梁结构(76.5m+76.5m),省钢率12%,降低造价6%.同一时期建造的PSS工程还有前苏联双伸臂公路桥(1948),英国伦敦国际展览会会标塔Skylon(1952),德国三跨连续实腹梁公路桥(1954)和美国双曲悬索屋盖雷里竞技场(195 3)等.但是在钢结构中采用预应力新技术也遭到一些专家学者的非议与反对,并在刊物上展开激烈辩论.反对者指责PSS中带来许多传统钢结构中没有的缺点及问题,例如省钢率不高却带来制造施工中的诸多麻烦;锚头耗钢量抵消不少省钢率;新增的预应力拉索易腐蚀,增大养护费用;由于构件截面减小结构挠度加大,不适用于许多结构,如桥梁;一些施加预应力的方法引起过大的次应力,甚至超过荷载应力等等.虽然更早就有在钢结构中采用预应力的做法,如在桥梁中的悬索张拉结构等,但在50年代中开展的这场学术争论中,G.Magnel教授等人除耐心逐条澄清一些误解外,还郑重指出PSS与预应力砼结构的本质差别,告诉大家不要用预应力砼中的设计思想和概念来看待新兴的PSS学科。

科技进步总是不以人们的主观愿望为转移的,在一片质疑声中PSS学科继续发展,在5 0年代里国际上一批PSS工程被兴建,一批预应力钢杆件和桁架的模型试验被完成。

但是绝大多数试验及工程晨平面钢结构的体系中引入预应力进行的,科学研究的内容也限于预应力基本构件的分析与试验,最佳预应力效果的结构体系并未创建。

在中国国民经济建设的“一五”、“二五”时期,节约钢材提高结构性能也是十分重大的课题,我国积极从事PSS研究及采有PSS工程的单位亦不在少数,PSS的课题曾于1956年列入国家研究计划。

当时清华大学对预应力钢压杆件及组合钢屋架进行过理论联系实验研究,并建造了一座高36m的实验性预应力桅杆塔;哈尔滨工业大学进行了预应力钢屋架及钢梁的研究,并主持了预应力输煤钢栈桥的设计与实验工作;西安冶金建筑学院对预应力钢桁架等开展过研究,并将成果应用于国内式矿企业。

1959年曾由冶建院主持召开过一次PSS学术会议。

国内厂矿中也采用过一批预应力钢吊车梁及多座预应力钢栈桥。

但我国科技工作者亦步国外发展后尘,把研究的注意力只放在传统的平面结构体系上,型式简单,结构传统,未能在PSS的学科上取得突破。

作者在总结国内外结构型式与预应力技术的特点后于1959年得出下列结论:“这种新型结构既不是建立在普通结构的基础上,更不是普通结构中个别杆件的改善,而是重新建立完全区别于普通结构图形的新式结构体系。

可以设想,在这种结构体系中具有最多数量的柔性拉杆,这些拉杆由于预应力作用,既可承受拉力又可承受压力……。

只有这种新型体系的建立,才能彻底地、大量地节约钢材,充分地、有效地利用材料强度。

只有这样才能利用“预应力”在钢结构领域里进行“革命”,而不是在旧有形式上或局部地改进。

”40多年前对PSS最佳型式的描述预测虽在国内未曾引起重视与开发,但以后在1972年慕尼黑奥运会、1988年汉城奥运会和1996看亚特兰大奥运会主赛馆屋盖结构以及2 002年世界杯足球比赛场看台天蓬结构上都有得到了印证与实践。

在这一时期由于客观条件要求而诞生发展的PSS学科在已有的传统钢结构体系中进行了广泛系统的研究探索,并在各种类型结构中进行了试验,尤其一批大型PSS工程的实践经验都有说明了预应力技术对钢结构具有减轻自重,提高刚度,改善性能,减低成本功能,为以后PSS的深入发展与结构创新奠定了科学基础。

产基学术讲座与争辨中澄清了非议,深化了学科,更加明确了前进方向。

(二)发展期(1960年前后—80年代中期)——发展与突破经过十余年的探索与研究后,对PSS基本杆件、平面结构体系及构造、施工设备及工艺等有所掌握。

对“零刚度”杆件为PSS体系中最佳型式广为认同。

进一步如何提高PSS的经济效益和创造高效PSS体系是专家学者们的关注问题。

在此时期土建领域中出现两件大事:一是电子计算机技术进入计算、设计(CAD)与制造(CAM)领域,解决了高难度计算与高精度加工问题;二是涌现出大量新型空间结构,如网架、网壳、砼薄壳、折板、悬索及塑膜结构等新型承重体系及张拉结构体系,其静、动力性能良好,造型新颖独特,一个时期风靡世界,我国亦不例外。

PSS学科在一些国家深入发展、继续探索提高效率与创新体系两在课题。

1963年于德国德累斯顿,1966年于前捷克斯大林洛伐克可布拉格,1971年于前苏联列宁格勒先后召开过三届国际预应力金属结构会议,到会的苏、德、捷、美、意、日、波、罗、南、保、匈、瑞典等近20个国家的学者和专家们交流了250余篇论文和报告。

会议充分肯定了PSS学科取得的成就,并讨论了存在的问题及发展方向。

一致认为PSS已从初始的探索和试验阶段发展为樗当代先进工程技术水平的一门新兴学科,必将给结构工程带来崭新的面貌。

1963年在国际上第一次出版了俄罗斯功勋科技活动家E.H.Bejiehr教授的专著《预应力承重金属结构》一书,为学科的全面、系统发展奠定了理论基础.同年前苏联又出版了《预应力钢结构设计规程》,成为本学科统一工程实践的首部行动指南.PSS的理论研究与工程结构学科的研究同步、发展从结构静定性能深入到动态与抗震,从弱性强度理论扩展到塑性、疲劳及稳定,从平面结构扩展到空间体系,从设计、计算延伸到经济学、可靠主芨优化成形理论.70年代苏联科学院院士H.JI.Mejibhnkob教授提出的“结构成型理论”指导了1980年莫斯拉奥运会体育场馆系列PSS屋盖的设计,诞生了一批钢悬膜结构,钢张力模块体结构等预应力空间体系。

尤其理论中“集中使用材料”及“兼并功能”两项设计原则对以后预应力现代空间钢结构体系的发展与繁荣产生重大影响。

在此时期预应历程技术从传统平面钢结构体系中走出,与广泛采用的优秀空间钢结构相结合,衍生出预应力这僮钢结构(PSSS),如预应力网架、预应务网壳、预应力立体桁架、预应力空间张弦梁结构等等,同时张力“零刚度”杆件也在找寻自己的最佳结构型式。

瑞典工程师Jawerth.D推出一种全部由预应力拉索组成上、下弦杆及斜腹杆的平面索桁架“Jawertf体系”.以后又有将索桥体系引入建筑屋盖的尝试.早期的工程有意大利某造纸厂主厂房,和蔗近250m,宽度30m,沿长度方向布置两根立柱,悬索自柱顶通过,连接垂直吊索以吊挂屋面,车间立面酷似桥梁.近期的这类结构有北京朝阳体育馆,造型别致新颖,是北京亚运会体育建筑中的佼佼者.将斜拉桥体系引入建筑屋盖中就出现斜拉索屋盖,早期的工程有美国加州冬奥会溜冰馆及纽约国际机场候机楼等,都是用斜吊索通过柱头吊挂梁式结构.这类结构具有突出在屋面上的承重结构与吊索,建筑造型与传统者相异,又称之为“暴露结构”,也是人们想在建筑结构上广泛应用“零刚度”杆件的试探.因此初始的吊索结构(Cable-supported structure)多是平面体系.60年代德国F. Otto教授成功设计了空间“零刚度”杆系_全部为张力索的索网结构,并应用于1972年慕尼黑奥运会主赛场馆中,覆盖面积为74800㎡的索网群,有11根巨型钢管柱及若干边柱支撑全部为张力索正交编制的屋盖,实际上它是无圈梁结构的整体张拉索系.之后Otto又创造了一种以格构拱代替中间柱的索网支承方式,1983年建造了慕尼黑奥林匹克公园溜冰馆为以后体育场馆中用大跨拱结构支承屋盖体系提供了借鉴模式.在传统空间钢结构与预应力技术结合上许多国家都做出过贡献.20世纪70年代中前苏联就建造过以支座位移法及拉索法引入预应力的平板网架,南斯拉夫亦在网壳结构中以支座位移法施加预应力,但经济效果都不显著.在利用吊点代替支点为大跨空间结构扩大无阻挡空间方面,英、法都做出过不少努力,外露于屋面之上的承重结构有立柱、刚架、拱架、悬索等多种类型,因此“暴露结构”具有丰富多姿的建筑造型,常为现代建筑设计所青睐.1980年莫斯科奥运会体育场馆屋盖中推出了四座钢悬膜结构,有圆形、椭圆形、方形等多种平面形式,用厚度为2~5㎜的不锈钢板以卷材方式敷盖屋面,钢板双向受拉,既为承重结构,又为围护结构,体现了“兼并功能”思想.另有三座双层蒙皮块体结构,是在一对桁架的上下弦平面上覆盖张力态δ=1~1.5㎜的铝合金或钢板.上下预应力板皆参怀结构受力并起着弦杆平面内支撑作用,因此这里的板材具有围护、承重及保证稳定的三重功能.这一时期新材料的出现大大丰富了建筑结构的类型,人工合成材料及纤维加强塑膜的出现产生了塑膜结构,大大减轻结构自重,加快施工,丰富建筑造型与色彩.但是经过时间与工程实际的考验,其中的充气膜式(air-inflated)及气承式(air-supported)结构已日渐少用.目前广泛应用于国内外工程中的是张力膜结构(Tension Membrane Structures),因为膜面是连于承重结构钢索上的覆盖层,又称为索膜结构,它不受膜面内外压差的影响,且又传力坚固可靠的钢陌生是结构之上,因此广受国内外工程界重视.1986年建成的沙特利雅得国际体育场张力膜看台天蓬就是预应力索系与新材料组成新体系的早期试验工程.我国在PSS科研的工作上虽受国内形势动荡而滞后,并且处于我国钢结构发展的低潮时期,但由于科技进步大势所趋及国际赛事的需要,在工程上也有所进展与突破.1962年建成直径94m的北京工人体育馆,是国内最大的悬索结构屋盖.1967年建成的双曲马鞍型悬索屋盖浙江人民体育馆.80年代前后又研究和建造过一批预应力平板网架、悬索及吊索屋盖,比较知名的有江西体育馆,四川攀枝花体育馆、北京朝阳体育馆等,80年代研造,延至90年代初(人为原因)兴建成功的四川攀枝花体育馆采用多次预应力圆形钢网壳屋盖,是国内外首次应用的多次预应力钢结构理论联系实际振奋型建筑物,省钢率达38%,为PSS学科的深入发展做出了贡献.以后又兴建了西昌铁路体育中心多次预应力钢筒壳屋盖,省钢率28%,两者都有是空间钢结构与预应力技术相结合的成功典范.但是由于我国在这方面科学储备不足,领导层缺乏高瞻远瞩,致使PSS学科呆滞,发展缓慢,失去了在北京亚运会上一展风采的契机.因此北京亚运会新建与修建的27座场馆大多数采用了当时国内大力推广的平板网架结构.从以上情况可以看出PSS发展的特征是预应力新技术与空间结构新体系结合而衍生出来的PSSS,具有优秀的静动力特性和良好的技术经济指标,可以称得上是当代建筑结构学科中的最新成就.从悬索体系延伸出来的吊索体系大大扩展了“零刚度”杆件的应用范围,吊索体系与两类空间结构的结合又衍生出多种的暴露结构,扩展了无阻挡空间的幅度,提高了结构的功能与效益.而人工合成膜及玻璃等新材料与预应力钢索新体系相结合又衍生出以预应力钢承重结构为主的张力膜结构和下班幕结构,极大地丰富了建筑造型和减轻了结构自重.与初创时期相比应该说在PSS体系上有了本质上的提高与突破.(三)繁荣期(80年代末期~21世纪初)——繁荣与创新进入80年代霜期PSSS在国际上得到了快速的发展,不公是在数量级上与规模上增多、增大、而且在类型与品种上繁荣创新.这是因为:1. 经过30余个的工程实践已经肯定了PSS的可行性,可靠性,先进性,而其它材料的空间结构(如砼薄壳,充气膜结构等)则表现了局限性,难操作性及不足;2. 新材料(纤维加强膜,特种玻璃,耐候钢材及压型钢板等)的大量涌现与新技术(计算机技术在设计,制造,安装中的应用;张拉锚固技术等)不断完善提高;3. 举办奥林匹克运动会及大型国际体育赛事对大型体育场馆的需求与促进;4. 人们审美观念的转变与更新,对具有新厅,粗犷等非传统建筑风格掖同与青睐.因此自1980年莫斯科奥运会上出现了一批传统式PSSS以后,人们就沿着更新,更轻,更美的方向去追求探索,去攀比竞争.2002年世界足球赛由韩、日两国各自兴建了十座足球场地,而看台天蓬结构采用预应力技术的就达13座,占65%,可以预见PSSS的发展前景广阔.经过多年的发展创新,现代PSSS具有下列基本类型;1. 传统型在传统的空间钢结构体系上采用预应力技术,例如在平板网架或网壳中引入预应力以改善杆件内力峰值或提高刚度,如天津宁河体育馆,为进一步提高经济效益,可采用多次预应力技术,如攀枝花体育馆;2. 吊挂型以斜拉索或直索吊挂传统钢结构,裨上是吊点代替支点以扩大室内无阻挡空间幅度,外露于屋面之上的承重结构,类型多样,建筑造型新颖,如慕尼黑奥林匹克公园溜冰馆是大拱吊挂索网;江西体育馆是大拱吊挂网架;3. 整体张拉型就是连续拉与断续压的构思形成的索柱结构.早期扔慕尼黑奥运会主赛场馆,是外平衡体系,1988年兴建的汉城奥运会主赛馆及击剑馆为整体张拉索穹顶屋盖,自重仅14.6㎏/㎡,是建筑结构中前所未有的优秀者,属内平衡式,。

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