預應力鋼結構
預應力鋼結構
在工程結構構件承受外荷載之前,對受拉模塊中的鋼筋,施加預壓應力,提高構件的剛度,推遲裂縫出現的時間,增加構件的耐久性。對於機械結構來看,其含義為預先使其產生應力,其好處是可以提高構造本身剛性,減少振動和彈性變形這樣做可以明顯改善受拉模塊的彈性強度,使原本的抗性更強。
目錄
在結構上施加荷載以前,對鋼結構或構件用特定的方法預加初應力,其應力符號與荷載引起的應力符號相反;當施加荷載時,結構或構件先抵消初應力,然後再按照一般受力情況工作的鋼結構稱為預應力鋼結構。圖1a、b分別為預應力鋼樑和預應力鋼桁架的示意圖。大跨度房屋建築結構、吊車梁、橋跨結構、大直徑貯液庫、壓力管道和壓力容器等都可採用預應力鋼結構。靠張緊鋼絲繩、鋼絲束等柔索維持平衡的鋼塔桅結構(見塔式結構、桅式結構)和懸索結構,實際上也是預應力鋼結構。此外,對已建成的鋼結構工程,也可用預應力鋼結構的原理進行加固。
預應力鋼結構
預應力的建立可以一次完成,也可隨結構或構件上荷載的增加而分階段多次完成。前者稱為單次預應力,後者稱為多次預應力。多次預應力鋼結構常比單次預應力鋼結構受力更合理,材料利用更充分;但技術要求較高,施工也複雜。
與非預應力鋼結構相比較,預應力鋼結構還可擴大結構或構件的彈性工作範圍,減小撓度,更有效地利用高強度鋼材,從而改善結構或構件的工作狀況。但是,建立鋼結構預應力常需設置柔性拉杆的支承腳和錨固夾頭等附加零件,致使結構或構件的構造複雜,製造和安裝費工。此外,複雜的結構構造和高應力狀態下高強度鋼的應用,往往使結構或構件的應力集中和加大脆性斷裂的可能性。對柔性拉杆的防腐和防火也需要予以重視。
在設計預應力鋼結構及計算其整體和各部件的強度、穩定和變形時,不但應考慮結構在製造、運輸、安裝和使用過程中各種荷載的作用,而且還應考慮預應力的作用,以保證結構的安全和正常使用。