摘 要：預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在我國已經(jīng)發(fā)展和推進將近50年了，許多預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)方面的研究和理論為預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的真正實踐打下了堅實的基礎(chǔ)。目前隨著科技的進步和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各種關(guān)于預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究和設(shè)想也層出不窮。文章主要結(jié)合工作實踐進行總結(jié)分析。
關(guān)鍵詞：預應(yīng)力；結(jié)構(gòu)；技術(shù)
中圖分類號：TU394 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）15-0150-02
1 預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀中葉，伴隨著預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，讓我國的國民經(jīng)濟得到了快速的發(fā)展。許多探究這方面的專家都慢慢開始以傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，對預應(yīng)力鋼材的技術(shù)開始有了進一步的開發(fā)設(shè)計和深入研究，因此關(guān)于預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的各種大型工程也就應(yīng)運而生。比如大同煤礦，山西太原鋼材廠等這些在很大程度上都取到了很好經(jīng)濟效益的項目。
隨著經(jīng)濟發(fā)展的不斷加快和進步，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)也慢慢與許多的高新技術(shù)相聯(lián)系，也在探索中誕生出了許多適應(yīng)新時代經(jīng)濟發(fā)展需求的預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。比如，眾所周知的在天津市寧河體育館、華北電力的調(diào)度塔等這些我們再熟悉不過的建筑都融入了當時非常先進的預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。進入21世紀之后，北京奧運會的到來，越來越多的人也把注意力放在預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)上，也在這個特別的時期得到了更有效的推進和發(fā)展。在這個時期，我國許多奧運體育館都采用了預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)這項技術(shù)。這些建筑都以其特殊的建筑藝術(shù)造型屹立于各種建筑中。利用預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)所筑建的羽毛球館還受到了整個國際奧委會以及世界羽聯(lián)的高度贊揚。這些都是我國預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)工作者對預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)所做出的杰出貢獻。
這些年來，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)這項技術(shù)在我國也受到了足夠的關(guān)注和重視。從這項工程的實踐中我們也可以推斷出，目前我國的這項技術(shù)已經(jīng)有了較為完善的專業(yè)隊伍。在科技技術(shù)方面，我們都在不斷地探索和思考，努力推進和發(fā)展預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。盡管目前也存在著較大的阻力和壓力，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的某些方面也沒有完善、成熟、改進。但是總的來說，我國已經(jīng)進入預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)較高的水平，并且某些技術(shù)已經(jīng)在國際上處于遙遙領(lǐng)先的地位。
2 對預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)進行大膽設(shè)想，推動其發(fā)展
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)這項技術(shù)也漸漸成為了一門熱門的應(yīng)用科學研究。從這項技術(shù)的開始誕生之初，它就具有了不可替代的作用。由于預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)這項技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，也進一步很好地解決了一些國家的困難。預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)體系中具有改善結(jié)構(gòu)功能，挖掘鋼度成型效果等作用，除此之外，這項技術(shù)還可以改變某些邊界條件，創(chuàng)造出更多的結(jié)構(gòu)。因此，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在開始發(fā)展的初期，就已經(jīng)得到了快速的發(fā)展。到目前為止，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)這項技術(shù)已經(jīng)在我國近百座大型預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)工程中有所應(yīng)用。
在20世紀50年代，有人就開始預言過理想的預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，這樣的技術(shù)和普通的預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)有很大的區(qū)別。在這種新興技術(shù)中，最應(yīng)該有的特點就是要具有盡可能多數(shù)量的柔性拉桿，這樣的拉桿的重要作用即在承擔拉力的同時還可以承擔壓力。而且構(gòu)件還可以有各種軸心進行受壓，這樣就可以在很大程度上替代了受彎的構(gòu)件。通過這些，才可以利用預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在這些鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域進行各種改革，而不是簡單形式上的局部改進。與此同時，美國著名的工程師富勒曾經(jīng)提出過著名的張拉整體結(jié)果的概念。他曾經(jīng)大膽地應(yīng)用宇宙黑洞的先進理論，結(jié)合實際情況，為改善各種預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)提出了有效的指導思想。
3 預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的進一步拓展和改進
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展與社會的改革的不斷推進，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)也在市場經(jīng)濟中不斷發(fā)展和進步。我們應(yīng)該把目光放長遠，要注意到目前預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的不平衡性。雖然目前很多的建筑都漸漸采用了預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，但是目前我們探索研究比較多的也就是單次的預應(yīng)力大跨度承重體系的結(jié)構(gòu)形式和靜力分析，對于某一些較為先進的多次預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)、結(jié)構(gòu)性能以及比較高層住宅的鋼結(jié)構(gòu)很少涉及。除此之外，在其他的關(guān)于特種承重鋼結(jié)構(gòu)中，有關(guān)預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用也尚未被納入相關(guān)的施工計劃中。根據(jù)目前的形式發(fā)展要求，我們應(yīng)該改進下面幾個方面的問題，以更好地謀取最大的經(jīng)濟效益。
眾所周知，在2008年的南方大雪災中，對相關(guān)地區(qū)的高壓線以及各種輸電塔架的破壞是極其嚴重的。這也在很大程度上對于援救工作以及恢復工程造成了極大地困擾。鑒于這種情況，我們應(yīng)該努力著手研究、探索這類高聳的鋼結(jié)構(gòu)的裝配，以使其更加合理化以及輕巧化。而在這種技術(shù)中，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)是必不可少的。根據(jù)大量的研究調(diào)查資料表明，200 m高的天線塔架由角鋼桿件改換成為圓鋼管后，可降低自重，除此之外，采用預應(yīng)力拉索腹桿代替剛性腹桿后還可以減輕重量。據(jù)筆者調(diào)查，在以往的雪災中，自立式的塔架往往因為不平衡的荷載負擔才會進一步導致附加重量而進一步導致彎矩，導致最終壓桿失穩(wěn)發(fā)生事故。但是如果可以在這樣的工程中采用相關(guān)的預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，引進預應(yīng)力拉鎖以創(chuàng)建出更多的索式塔架的話，這樣就可以通過索系來進行平衡極大重量的附加彎矩，這樣就會進一步高效合理地保證了整個鐵架的安全以及穩(wěn)固，也可以實現(xiàn)線路斷落而塔架仍然不倒的目標。例如，在2008年的奧運會體育場館中的羽毛球館也就是采用了相關(guān)的技術(shù)，這樣先進的技術(shù)也被世界各界所認可。
4 先進的預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)
4.1 改善結(jié)構(gòu)的抗震性
結(jié)構(gòu)的形式對于整個建筑物的抗震效果以及抗損能力都會有所區(qū)別。如果可以采用預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)體系將可以很大程度上降低材料的損耗，具有高安全等優(yōu)點。通過國內(nèi)外的分析資料表明，預應(yīng)力對整個結(jié)構(gòu)的體系以及桿件的荷載能力都是有積極影響的。預應(yīng)力的鋼結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性，也具有較大的震動衰減率。除此之外，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)還有比較大的振動能量耗散以及比較高的自振頻率，進而使動撓度值會相對減小，相對的彈性受力階段的應(yīng)力值也會有所下降。因此，預應(yīng)力不僅僅可以在很大程度上減輕結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，降低企業(yè)支出，也減少了地震的荷載量進而加強結(jié)構(gòu)靜動力。尤其是我國地區(qū)處于許多地震帶上，發(fā)展對預應(yīng)力結(jié)構(gòu)的抗震作用更是迫在眉睫。
4.2 改善結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性
眾所周知，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟指標最主要的有三項，首先是結(jié)構(gòu)實際的市場價格，其次是結(jié)構(gòu)總耗鋼量的價格，最后是制造、運輸、安裝勞動量的相關(guān)費用。但是任何費用的支出都是要保證安全的前提。在這項技術(shù)的發(fā)展之初，由于當時常常缺乏對相關(guān)的勞動量以及相關(guān)花費的具體統(tǒng)計，就只能通過結(jié)構(gòu)重量的來對預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)所取得的經(jīng)濟效益進行分析。當前，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)在我國的建筑中應(yīng)用得比較廣泛，對其進行技術(shù)經(jīng)濟的分析，就必須要采用相關(guān)的系數(shù)。例如拉索錨具這些在材料利用、加工過程、安裝過程中占有的比例指標等這樣的數(shù)據(jù)也會進一步出現(xiàn)較多的理論以及對應(yīng)的構(gòu)造方案，這樣就進一步為我們經(jīng)濟學的各項研究打下了堅實的基礎(chǔ)。
4.3 改善結(jié)構(gòu)的可靠性
任何的建筑工程項目最重要的就是要自始至終保證建筑的安全性、實用性、經(jīng)濟型以及整體的美觀性。作為目前一項先進的學科，目前對預應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程中的材料的各項性能、幾何參數(shù)以及一些計算模式的數(shù)據(jù)分析等這些方面的研究尚未深入，這樣就會進一步嚴重阻礙相關(guān)理論在預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)中的廣泛應(yīng)用。因此，我們必須要改善目前的現(xiàn)狀，對各種預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的抗力極限進行詳細的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，進一步使預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中廣泛使用，以促進預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的進一步發(fā)展。
預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)具有極為先進、可靠、經(jīng)濟的優(yōu)勢，由最初的產(chǎn)生到現(xiàn)在也已經(jīng)慢慢誕生出各種預應(yīng)力的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、吊掛結(jié)構(gòu)，除此之外，還有各種運用中的索膜以及索穹頂結(jié)構(gòu)，還有一些張弦等，這些現(xiàn)代化預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)所組成的大家庭。安徽富煌鋼構(gòu)股份有限公司就是其中一個進步的例子，目前，公司也正在努力發(fā)展和探究預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。公司進過努力成立了相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)委員會，通過委員會的不懈努力也已經(jīng)取得了輝煌的成績。通過不斷地探索，富煌鋼構(gòu)也已經(jīng)慢慢步入預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)快速發(fā)展的車道。
5 結(jié) 語
預應(yīng)力技術(shù)可以在很大程度上促使鋼結(jié)構(gòu)向更加輕、更好，這已經(jīng)是眾所周知的事實，國內(nèi)外的許多著名的工程和建筑足以證明了這一點了。我們必須堅信預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)這樣的進步方向是對的，也是科學合理的。因此，對整個預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究是非常有必要的，我們要相信在科技進步的力量下，在整個工業(yè)發(fā)展進步的速度以及各位預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)工作者的不懈努力下，預應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)一定會有進一步的突破和提升。
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