拉索膨胀系数与预应力钢结构在温度作用下性能分析

《拉索膨胀系数与预应力钢结构在温度作用下性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章绪论1．1预应力钢结构及拉索线膨胀系数的研究背景1．1．1预应力钢结构的发展及前景预应力钢结构学科从诞生到现在已经历了50年。二次世界大战后恢复生产，重建经济时要求对旧结构和桥梁加固补强，20世纪50年代材料匮乏资金短缺的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。预应力钢结构领域中产生了一批张拉结构体系，它们受力合理，节约材料，形式多样，造型新颖，应用广泛，成为建筑领域中的最新成就。预应力钢结构的发展

2、历程(发展大致可分为三个时期)1．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，在欧洲的土建行业里萌生了把在钢筋混凝土结构中己应用多年的预应力技术移植到钢结构工程中的想法。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。基本为轴心受压的构件代替了受弯构件；轴心

3、受压的杆件又都受预应力的作用而在受载前产生内部预张拉应力。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。预应力钢结构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，尤其一批大型预应力钢结构工程的实践经验都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，降低成本的功能，为以后预应力钢结构的深入发展与结构创新奠定了科学基础。第一章绪论2．发展期(1960年前后"-'20世

4、纪80年代中期)一一发展与突破经过10余年的探索与研究后，对预应力钢结构基本杆件、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"杆件为预应力钢结构体系中最佳形式广为认同。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、混凝土薄壳、折板、悬索及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，预应力钢结构学科在一些国家深入发展、继续探索提高效率与创新体系。3．繁荣期(20世纪80

5、年代末期"-'21世纪初)一一繁荣与创新进入20世纪80年代末期预应力钢结构在国际上得到了快速的发展，不仅是在数量上增多、规模上增大，而且在类型与品种上繁荣创新。这是因为：(1)经过30余年的工程实践，已经肯定了预应力钢结构的可行性、可靠性、先进性，而其它材料的空间结构(如混凝土薄壳、充气膜结构等)则表现出了局限性、难于操作性等不足；(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

6、馆的需求与促进；(4)人们审美观念的转变与更新，对具有新奇、粗犷等非传统建筑风格的认同与青睐。预应力钢结构体系的前景无论从仿生学角度还是最佳承重杆件形式，无论从理论分析上还是工程实践中，都证明轴向受拉杆件和双向受拉膜面都是组成最佳结构体系的单元体。这种单元体只有强度、刚度问题，而无稳定性困扰。由张力单元组成的早期张拉结构，如单向悬索结构、索桁架、金属悬膜结构已发展成现代预应力钢结构张拉体系，几乎覆盖了大跨结构的整个领域，可以说2l世纪的大跨建筑物中将是预应力张拉结构体系的世界。预应力技术不仅改变了传统钢结构中的内力分配，而且改变了

7、传统结构组成，从而出现了大量与传统结构完全不同的建筑造型、内力分析、第一章绪论制造工艺、施工技术等Ⅲ。1．1．2钢拉索的研究背景预应力钢结构中，预应力的施加可以调节结构的刚度、增加结构的稳定性、减少结构的变形，使钢材的拉压强度可以同时得到充分利用，达到有效节约钢材，实现合理结构体系的目的。随着拉索材料性能的改善、计算方法的发展和预应力施工技术的提高，预应力钢结构已成为现代结构工程中最活跃最具有发展潜力的结构体系之一n3。近二十年来，在空间结构发展的推动下，不仅是预应力空间结构，而且预应力构件、预应力平面钢结构体系(包括张弦梁等)、

8、预应力幕墙结构和索膜结构等在建筑工程中的应用都有了空前的发展。同时，以斜拉桥和悬索桥为代表的桥梁预应力钢结构比建筑工程中的预应力钢结构应用更早、跨度更大、技术也更显成熟。不论是规程编制还是工程应用嘲，都体现了一个基本特点，即：预应力钢结构的核心构件