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1、陆赐麟:预应力钢结构发展50年(2)*预应力钢结构发展50年(2)陆赐麟(北京工业大学北京100022)50YEARSDEVELOPMENTOFPRE-STRESSEDSTEELSTRUCTURE(2)LuCilin(BeijingPolytechnicUniversityBeijing100022)13繁荣期(20世纪80年代末期~21世纪初)繁荣与134张弦梁型创新由平面张弦梁发展而成的空间体系。顾名思义,张弦进入20世纪80年代末期PSSS在国际上得到了快速的梁是预应力索撑杆形成中间支点以支承上
2、部刚性梁的结构。发展,不仅是在数量上增多、规模上增大,而且在类型与品种这种结构是PSS的初始形式,上下弦由刚柔两类杆件通过撑上繁荣创新。这是因为:杆相连,具有受力合理、自重轻、加工运输方便等优点。如果(1)经过30余年的工程实践,已经肯定了PSSS的可行跨度增大就可将上弦截面扩大为格构式空间形式,如广州会性、可靠性、先进性,而其它材料的空间结构(如混凝土薄壳、展中心屋盖的张弦梁上弦是三根圆管组成的倒三角形截面。充气膜结构等)则表现出了局限性、难于操作性等不足;张弦梁也可组成正交布置覆盖矩形建筑平面的张弦梁空间(2)新材料(纤
3、维加强膜、特种玻璃、耐候钢材及压型钢体系。对圆形建筑平面可采用张弦穹顶,是由单层钢网壳籍板等)的大量涌现与新技术(计算机技术在设计、制造、安装预应力拉索通过撑杆进行支承的结构体系。中的应用,张拉锚固技术等)不断完善提高;135索膜(张力膜)型(3)举办奥林匹克运动会及大型国际体育赛事对大型体以拉索系为主承重结构,上面覆盖张力纤维加强膜,膜育场馆的需求与促进;面涂料目前有聚氯乙烯(PVC)和聚四氟乙烯(PTFE)两种,(4)人们审美观念的转变与更新,对具有新奇、粗犷等非前者性能差,价格便宜,后者力学性能强,自洁,耐火,抗
4、老化传统建筑风格的认同与青睐。性能都比前者好,但价格昂贵。膜面在张力作用下保持平整因此,自1980年莫斯科奥运会上出现了一批传统式挺直;必须具备足够的张力与曲率以承受风雪荷载。虽然PSSS以后,人们就沿着更新、更轻、更美的方向去追求探索,20世纪70年代初大阪国际博览会上膜结构已开始展露风去攀比竞争。2002年世界杯足球赛由韩、日两国各自兴建采,但大型张力膜得到认同与兴建还是20世纪80年代中期了10座足球场馆,而看台天篷结构采用预应力技术的就达的事。1986年在沙特兴建的大型张力膜工程就是发达国家13座,占65%,可以预见
5、PSSS的发展前景广阔。经过多年先进技术在富有国家试生产的产物。的发展创新,现代PSSS已具有下列基本类型。136玻璃幕墙131传统型新型玻璃作为围护结构装饰墙面的做法虽亦始自20世在传统的空间钢结构体系上采用预应力技术,例如在平纪70年代,但初期多在传统钢框架上镶嵌连接而成。而承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受荷载的金属框架耗钢量大,金属强度不能充分发挥,透光度,如天津宁河体育馆,为进一步提高经济效益,可采用多次率低。至20世纪80~90年代将预应力撑杆式钢压杆与玻预应力技术,如攀枝花体
6、育馆。璃墙面点式连接组成新体系取代了前者,形成了PSS体系中132吊挂型的新品种玻璃幕结构。PSS新体系轻盈、省钢、通透且以斜拉索或直索吊挂传统钢结构,实质上是吊点代替支美观经济,近年落成的北京植物园大温室及清华大学游泳馆点以扩大室内无阻挡空间,外露于屋面之上的承重结构类型等均采用此体系。多样,建筑造型新颖,如慕尼黑奥林匹克公园溜冰馆是大拱137其它型吊挂索网,江西体育馆是大拱吊挂网架。在不断创新改进的PSS体系中我国自己开发的索托结133整体张拉型构是斜拉结构的改进,预应力弓式结构适用于可拆卸移动式
7、即连续拉与断续压的构思形成的索柱结构。早期的有慕建筑,安装简捷。它们都处于开发阶段。国外已有的工程中尼黑奥运会主赛场馆,是外平衡体系。1988年兴建的汉城奥尚有适用于站台、仓库等建筑类型的索弦结构(cable-string运会主赛馆及击剑馆为整体张拉索穹顶屋盖,自重仅01462*本文得到清华大学王国周教授的审阅及修改,特致谢。kN/m,是建筑结构中前所未有的优秀者,属内平衡式。以后又建成1996年亚特兰大奥运主赛场。近年来在美、德、荷兰作者:陆赐麟男1929年2月出生博士教授等地又兴建多座。我国目前只在理论上研讨
8、,无工程实践。收稿日期:2002-03-13SteelConstruction.2002(5),Vol.17,No.6145专题综述structure)及适用于公路桥梁上的索带桥(stressedribbon膜结构与玻璃幕结构,为我国PSSS家族锦上添花,使大跨bridge)等,它们的应用
