预应力大跨度空间钢结构的应用与展望
试论预应力大跨度空间钢结构的应用和未来趋势
试论预应力大跨度空间钢结构的应用和未来趋势作者：杨建国来源：《山东工业技术》2015年第10期摘要：预应力大跨度空间钢结构的应用是现代化发展的产物。
其结构在工业建筑行业应用广泛，它是由张力结构、网架网络结构与立体析架结构组成的，是一种新型的建设体系。
本文将论述预应力大跨度空间钢结构的应用与未来发展趋势。
关键词：预应力；大跨度空间；钢结构；应用；未来趋势随着现代社会的不断需要，各种建筑技术都得到了充分的应用。
钢结构具有稳定性强、使用方便快捷等多方面优势，在相关行业中受到人们地追捧，因此其未来的发展趋势十分广阔，是一项值得发展推广的行业。
并且其已经成为了社会发展的必需品，预应力大跨度空间钢结构的功能对现代建设中的桥梁建筑物与房屋建筑物有着重要的作用，不断促进现代社会的发展。
1 预应力大跨度空间钢结构的概述与特点1.1 预应力大跨度空间钢结构的概述大跨度空间钢结构的应用比较广泛，它具有的优点有，承重性能强、延伸性能好、刚度性能大、施工方便。
适宜地采用大跨度空间钢结构的优点性能，能创造更多的利益。
根据空间钢结构的特点可以看出其适合于不同形状的平面结合，但混凝土的结构模式就不适合在大跨度空间钢结构中，因为混凝土采用的是单向板结构，它会随着空间跨度的增大而使楼板厚度相应的增加，预期配置的钢筋数量就不能满足此时的建筑需要。
自大跨度结构在建筑中开始大量应用以来，其就在井式楼盖中发挥着重要作用，它的中梁、承重墙、角柱支撑等都能充分的满足大跨度空间钢结构的设计要求。
所以，在房间的整体面积较大时，此结构就能用于门厅或大跨度的空间。
在大跨度结构中采用钢结构比采用混凝土结构的优势明显高出许多，并且随着跨度范围的不断增大，其优势特点会体现得更加明显。
1.2 预应力大跨度空间钢结构特点分析为了满足设计方案的需要，要合理的采用结构受力变化的手段。
主要变化情况有，钢结构的刚度、内部力量分布与位移控制手段等，根据此预应力的技术可以展现一种全新的结构形态。
大跨空间钢结构预应力施工技术探讨
大跨空间钢结构预应力施工技术探讨大跨空间结构预应力由于具有复杂多样的结构形式，进一步造成了力学差异大的特性，通过针对施工问题进行的详细分析能够进一步了解到施工方法不同也会造成很大差异。
通过对于张力结构的形式进行全方位的介绍之后，根据其中的结构形式来进行的技术创新，从而进一步增强张力结构在施工技术方面的创新优势条件，通过经验的不断积累，大跨空间结构预应力的技术问题能够得到进一步的创新与总结，才能够不断的完善大跨空间结构的预应力技术。
标签：大跨空间；钢结构；预应力；技术探讨大跨空间结构预应力的施工技术分为三个方面，分别是前期施工阶段、施工实施阶段以及张拉装备选择阶段。
通过对施工前期分析能够具体的突出张力来进一步进行找力分析，零状态分析以及环境温度等方面的问题进行解决。
在实际施工阶段，钢结构拼装的问题、施工控制分析以及拉锁制作分析等方面进行的技术分析，施工方法也包含这安装方法以及张拉方法等。
对于张拉装备的使用与选择也必须做到有效控制才能够控制位型以及预应力的改变。
1.大跨空间预应力由于大跨空间钢结构预应力基本上都以杂交结构为主，通过索杆系和钢结构之间相交构成了大跨空间钢结构而产生了预应力，基本的结构形式有很多，例如张弦结构、斜拉结构以及弦支穹顶等结构类型。
其中各个结构所产生的力学性能也略有不同。
下面就以张弦结构作为案例进行详细的介绍。
张弦结构中，由于下弦索与撑杆之间具有支撑点的弹性结构，从而使得钢结构之间的侧推力能够实现平衡。
所以张弦结构的整体构架能够与桁架力学之间具有相似的力学形式。
这样就使得上线钢构具有稳定性的特征，从而导致拉索不是张弦结构的必要构成条件。
斜拉张力向接触悬架结构一般比较强，对保证良好的完整性，所以所有的都是在刚架安装完成后的整体电缆张紧。
一端拉紧，索力调整便于将张紧操作部端部设置在低端。
由于桅杆是铰链的底部连接轴承、前后索力平衡彼此，所以单桅杆斜拉索的使用一般采用被动张拉技术，考虑到拉力行业安全性和方便性，一般选择后线作为主动拉伸电缆、电缆前精密装配、被动张力。
预应力大跨度空间钢结构的发展前景之我见
预应力大跨度空间钢结构的发展前景之我见摘要：随着工业化水平的不断提高，我国的整体工业在进行空间结构的设计过程中，针对预应力大跨度空间钢结构在社会中的地位逐渐升高到了一定水平的现状，使用先进的技术设备进行必要的改进，保证高于传统工艺的钢结构的优化处理水平，在面对预应力大跨度空间结构的具体展现形式，进行实际因素的观察和分析，保证对其整体应用策略的深入研究，实现必要的经济效益，促进整体事业水平的不断进步。
关键词：预应力；大跨度空间；钢结构；现实因素；应用效果1 预应力大跨度空间钢结构的主要优势特点随着不同结构受力状态的合理改变手段，可以具体满足设计人员的预想方案效果，包括具体的结构刚度、内力分布状态以及主要的位移控制途径等，通过这种预应力技术可以进行全新的结构体系和形态的延展，从而实现不同结构在新兴钢结构空间内部的应用效果；而现下的预制控件，包括单元杆件以及组合杆件装配的主要模式手段在整体预应力技术的拓展情况有着必要的积极意义，因此有助于自行控制下的新型结构的产生，促进整体大跨度空间结构的具体指标上升到一个相对科学合理的水平，保证必要的经济技术效益得以实现。
所谓预应力在整个空间钢结构的施加手段主要包括两种形式：首先，在预应力索和杆上直接进行外力的施加，同时进行结构受力状态的整体调整，确保不合理的内力状态进行重新分布安排，延伸到另一种内力状态形式的结构；另外，结合已建空间进行结构支座高差的科学调整，使得支承反力大小得到一定方向的改变，保证整体结构的内力分布能够更加合理，确保实现预计方案的效果。
在这种预应力结构的材料应用上，比较宽泛，没有特定的要求，主要是强度较高的钢丝束、钢绞线、钢筋等，因此应用的广泛性支持途径方面有着更好的优势。
2 预应力网格结构的主要特点随着预应力技术与空间网格结构在整个现代社会内部结构中的结合应用，实现了一种预应力网格结构。
其中，关于预应力施加的方案主要包括两种形式，包括网架的下弦平面进行预应力索的设置，同时结合网壳周边结构进行整体形式的支撑，在进行张拉过程中的预应力索与外载作用反向的内力挠度实现途径来看，需要进行网格支座结构进行盆式搁置调整，保证在这种结构投入使用后的具体支座的最终反力趋向均匀化的水准，保证预加应力在网格结构的合理建立形式。
预应力在钢结构中的应用
预应力在钢结构中的应用一、引言在建筑领域中，预应力技术的应用已经变得越来越普遍。
这种技术通过施加压力在结构构件中预先形成应力，以增加结构的强度和刚度。
本文将探讨预应力在钢结构中的应用，并分析其优势和限制。
二、预应力技术的原理预应力技术是利用金属钢筋或钢缆在施工前就施加一定的预压，通过预应力钢筋的张拉来产生预压力。
将预应力钢筋与结构构件固定后，预应力钢筋通过释放预压力，使结构在工作荷载下达到平衡状态。
这种技术可以减少结构的变形和裂缝，提高结构的承载能力和耐久性。
三、预应力在钢结构中的应用1. 提高强度和刚度预应力技术可以增加钢结构的强度和刚度，使其能够承受更大的荷载。
钢结构中的预应力钢筋可以通过预压力将结构构件紧密地连接在一起，增加结构的整体刚度和稳定性。
2. 减少结构变形和裂缝预应力技术可以有效减少钢结构在工作荷载下的变形和裂缝。
通过施加预压力，预应力钢筋可以消除或减小结构在荷载作用下的伸缩变形，使结构保持稳定。
3. 增加结构耐久性由于预应力技术可以减少结构的变形和裂缝，从而延长结构的使用寿命。
预应力钢筋通过预压力改善了结构的抗震性能和变形能力，提高了结构的耐久性。
四、预应力技术的局限性1. 施工复杂性预应力技术在施工过程中需要进行预应力钢筋的张拉和锚固等操作，施工难度较大。
需要专业的工程师和施工人员进行施工，增加了工程的难度和成本。
2. 维护和检测需求钢结构中的预应力钢筋需要进行定期的维护和检测，以确保其正常工作。
对预应力钢筋的张力和位移进行监测，以及对锚固系统的检查和维护是必要的，这增加了结构的维护成本和周期性。
3. 限制性应用预应力技术在某些结构中的应用存在限制。
对于小型建筑或者无特殊要求的结构，预应力技术可能不是必要的，并且增加了建筑造价。
五、结论预应力技术在钢结构中的应用具有明显的优势，包括提高强度和刚度、减少结构变形和裂缝、增加结构耐久性等。
然而，预应力技术的施工复杂性、维护和检测需求以及限制性应用也需要考虑。
预应力结构在大跨度工建结构中的应用
预应力结构在大跨度工建结构中的应用摘要:在空间大跨度以及改造工程中使用预应力结构会可以效减小构件截面尺寸,降低结构的自重,本文针对预应力设计中经常遇到的问题进行分析和总结。
阐述了预应力设计的原理以及适用范围。
关键词:预应力构件机械锚固构件抗裂大跨度结构在一些混凝土结构的大跨空间商场往往由于跨度和荷载很大,所以需要的梁截面高度很大,影响其使用功能,影响建筑要求而使设计工作进度缓慢。
在这种情况下如果使用预应力混凝土梁可以有效减小梁的截面高度增加了建筑的使用空间,也便于其他专业的管线和装饰顺利进行。
而且在大跨度结构中使用预应力构尤其是预应力空心现浇楼板的使用带来了很大的经济效益。
全预应力构件一般预应力值相对于使用荷载产生的拉应力值很大,在使用荷载作用下,混凝土截面仍保持预压应力状态。
有限预应力构件预应力值相对于使用荷载产生的拉应力值较大,在使用荷载作用下,混凝土截面预压应力消失,并消耗部分混凝土抗拉强度,但仍不致开裂。
部分预应力构件是指预应力值相对于使用荷载产生的拉应力值较小,在使用荷载作用下,混凝土截面预压应力消失,并耗尽混凝土抗裂强度而产生允许限度内的裂纹。
普通钢筋混凝土构件一预压应力值为零构件的抗裂性能取决于混凝土抗裂强度。
预应力度是反映预应力混凝土结构性能的一项重要指标已知构件的预应力度就可以了解其结构特点和力学性能。
1 预应力设计预应力构件一般分为先张法和后张法,工程中根据现场施工情况而有针对性设计。
先张法需要桥坐和桥墩等固定构件,适合于工程批量生产,如预制管桩等构件。
预应力结构以前广泛的应用于桥梁中,如今随着技术的成熟和施工的改进,已经逐步向工建中发展。
并且取得了一定的进展。
预应力钢筋混凝土梁具有承载力高, 施工工艺简单,大、中、小跨度桥梁都适宜的特点,现已广泛应用工程中。
但这种梁由于腹板截面宽度较小,高度较大,相对于其他的梁型来说柔度较大,在施工时容易出现较多的问题。
因此在施工过程中要采取相应的控制措施。
预应力大跨度空间钢结构的应用与展望
预应力大跨度空间钢结构的应用与展望预应力大跨度空间钢结构的应用与展望董石麟浙江大学空间结构研究中心杭州 310027摘要：本文主要是阐述了我国预应力大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。
这些预应力空间钢结构包括有预应力网格结构、斜拉网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构、弓式预应力钢结构等。
最后，本文展望了新世纪的预应力空间钢结构。
关键词：预应力结构大跨度结构空间钢结构空间网格结构索穹顶结构弓式预应力钢结构应用与发展1.前言预应力大跨度空间钢结构是把现代预应力技术引用到例如网架、网壳等网格结构、索、杆组成的张力结构、立体桁架结构等一类大跨度结构,从而形成一类新型的、杂交的预应力大跨度空间钢结构体系.这一类结构受力合理、刚度大、重量轻,制作安装也比较方便,在近十多年来得到开发与发展,并在大跨度、大柱网的公共与工业建筑中得到应用,且受到国内外科技界和工程界的关注和重视,其推广应用和发展前景是无比广阔的[1][2][3].采用预应力技术于大跨度空间钢结构具有如下的特色和优势.(1）可以改变结构的受力状态,满足设计人员所要求的结构刚度、内力分布和位移控制.（2）通过预应力技术可以构成新的结构体系和结构形态(形式),如索穹顶结构等.可以说,没有预应力技术,就没有索穹顶结构.（3）预应力技术可以作为预制构件(单元杆件或组合构件)装配的手段,从而形成一种新型的结构,如弓式预应力钢结构.（4）采用预应力技术后,或可组成一种杂交的空间结构,或可构成一种全新的空间结构,其结构的用钢指标比原结构或一般结构可大幅度的降低,具有明显的技术经济效益.预应力空间钢结构预应力的施加方法通常有两种: 一种是在预应力索、杆上直接施加外力,从而可高速改善结构受力状态,致使内力重分布,或者是形成一种新的具有一定内力状态的结构形式;另一种是通过高速已建空间结构支座高差,改变支承反力的大小,从而也可使结构内力重分布,达到预应力的目的.预应力索、杆的材料通常可采用高强度的钢丝束、钢铰线、也可采用钢棒、钢筋.2.预应力网格结构现代预应力技术与空间网格结构(包括网架与网壳)相结合便可构成预应力的网格结构.通常施加预应力的方案有两种:一种是在网架的下弦平面下设置预应力索,如图1a所示,也可在网壳的周边设置预应力索,如图1b所示,通过张拉预应力索建立与外载作用反向的内力和挠度;另一种是通过网格结构支座高差强行调整就位(通常为盆式搁置就拉,在使用阶段达到支座最终反力趋向于均匀化),使网格结构建立预加应力,如图1c所示.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.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,并在使用荷载下达到最佳内力状态;预应力网架结构的简捷计算法及施工张拉全过程分析可参见文献[4].3.通过预应力技术可提高整个网格结构的刚度,减少结构挠度.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,高速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,对网格结构无需啬任何杆件和零部件材料.我国已建的预应力网格结构工程有十多幢,积累了丰富的设计与施工经验,其中有代表性的工程项目详见表1.表1 预应力网格结构工程实例[5]-[6]序号工程名称网格结构形式平面尺寸×厚度预应力技术特征用钢指标或省钢率建成年份设计单位1天津宁河体育馆正放四角锥网架42×42×3盆式搁置就位,角支座与边界中支座相对高差9㎝28.5㎏/㎡12%1984中国建研院结构所2重庆一中体育馆斜放四角锥网架37.8×37.8×2.34四周悬挑5.4盆式搁置就位,周边支座相对高差6.1㎝23.1㎏/㎡9%1993重庆建筑大学3重庆南开体育馆斜放四角锥网架长六边形33×66×2.2盆式搁置就位,二对边及四斜边支座相对高差分别为2.8㎝及7.3㎝19.8㎏/㎡11%1993重庆建筑大学4上海国际购物中心楼层正放四角锥组合网架27×27,截m腰边一角下弦平面下20㎝处增设四束高强钢丝铸锚束48㎏/㎡32%1993上海建筑设计研究院、5攀枝花市体育馆三向短程线型双层球面网壳74.8×74.8缺角八边形,矢高8.89m八点支承,对角柱跨度64.9m,周边设八道预应力索,分二次建预应力值700kN49㎏/㎡1994攀枝花建筑勘察设计院6广东清远市体育馆六块组合型三向双层扭网壳边长46.82正六边形,矢高8.0六点支承,对角柱跨度89m,周边设六道预应力索,每索建预应力值1600kN44.3㎏/㎡1995贵州工大设计院、清远市设计院7广东高要市体育馆四块组合型三向双层扭网壳54.9×69.3四点(每边中点)支承,支承间共设四道预应力索,每索建预应力值1400kN38.5㎏/㎡1995贵州工大设计院8广东阳山市体育馆双曲双层扁网壳44×56四角支承,周边共设置四道预应力索43%1996贵州工大设计院9郑州碧波园对角线局部三层(变高度)八面锥网壳80×80(2.8～7.8)间等边八边形,矢高18.5四对边端支座间沿边界共设四道预应力索,每索建预应力值700kN43.5㎏/㎡15-20%1996云光建筑设计咨询开发中心10广东新兴县体育馆四块组合型三向单双层混合扭网壳54×76.06四点(每边中点)支承,支承间共设四道预应力索28.2㎏/㎡43%1997贵州工大设计院11西昌铁路分局矩形底球面网壳与外挑1至59.7×42.7×1.25矢高6.15沿纵边七点支承,沿横向设置四道预应力索,分三次施加预28.5㎏/㎡28%1997攀枝花建筑勘察设计院体育活动中心6m柱面网壳应力12江苏宿迁市文体馆正放四角锥双层鞍形网壳80×62.5×3椭圆平面周边独立柱支承,在拱向沿下弦设十一道预应力索1999江苏省建筑设计研究院从表1所列预应力网格结构工程可能看出:建筑造型和结构形式丰富新颖,结构跨度有逐年增大的趋势，预应力技术高科技含量显著，可大幅度节省钢材耗量和工程造价。
预应力技术在大跨度建筑构件制作中的探索
预应力技术在大跨度建筑构件制作中的探索引言大跨度建筑构件的制作一直以来都是建筑领域中的一个重要研究课题。
为了实现更大的跨度和更高的结构性能，预应力技术在该领域中得到了广泛的应用和探索。
本文将探讨预应力技术在大跨度建筑构件制作中的应用和效益。
1. 预应力技术的基本概念和原理预应力技术是一种通过施加预先预应力力量到混凝土结构中，以改善其承载能力和耐久性的方法。
通过预先施加的压应力，可以抵消混凝土在自身重力和外部荷载作用下的拉应力，从而减小混凝土中的应力，提高其抗弯和抗剪性能，增加承载能力和延长使用寿命。
2. 预应力技术在大跨度建筑构件制作中的应用2.1 预应力技术的优势预应力技术的应用在大跨度建筑构件制作中有着明显的优势。
首先，预应力技术可以减小构件自重，在保证结构强度的前提下节省材料，降低施工成本。
其次，预应力技术可以提高构件的变形性能，减小变形对结构的影响，以实现更好的整体性能。
另外，预应力技术还可以提高构件的抗震性能和抗风性能，使得大跨度建筑能够更好地抵抗自然灾害的影响。
2.2 预应力技术在桥梁建设中的应用在大跨度桥梁的建设中，预应力技术被广泛应用。
通过在桥梁构件中施加预应力力量，可以降低桥梁的挠度和变形，提高桥梁的承载能力和稳定性。
同时，预应力技术还可以减小桥梁的自重，提高材料利用率，降低工程成本。
近年来，随着大跨度斜拉桥和悬索桥的普及，预应力技术在桥梁建设中的应用越发重要。
2.3 预应力技术在体育场馆建设中的应用预应力技术在大跨度体育场馆建设中也有着广泛的应用。
体育场馆的大跨度结构要求有较大的空间和承载能力，预应力技术可以有效满足这些要求。
通过施加预应力力量，可以提高体育场馆的抗震性能，使其能够更好地承受体育比赛和人流的冲击。
另外，预应力技术还可以降低体育场馆的变形，提供更好的观赛体验。
3. 预应力技术在大跨度建筑构件制作中的挑战与解决方法3.1 建材的选择在大跨度建筑构件制作中，建材的选择是一个关键问题。
大跨度钢结构应用及其设计要点探讨3篇
大跨度钢结构应用及其设计要点探讨3篇大跨度钢结构应用及其设计要点探讨1大跨度钢结构应用及其设计要点探讨随着工程建设领域的不断进步和发展，大跨度钢结构在建筑工程和桥梁工程中得到了广泛的应用。
大跨度钢结构具有独特的优势，如强度高、稳定性好、施工周期短等。
但同时，由于其结构特性的复杂性，对设计要求也十分高。
本文将探讨大跨度钢结构应用及其设计要点。
一、大跨度钢结构的应用大跨度钢结构应用于建筑工程中，主要用于大型超高层建筑、大型综合商场、超大型基础设施建设等。
在桥梁工程中，大跨度钢结构则主要应用于特长、特宽的跨径或难以采用传统桥梁结构的地形条件下。
大跨度钢结构具有很多优势。
一方面，它可以实现结构自然性和美观性的完美结合，很好地满足了形态和美学方面的要求；另一方面，大跨度钢结构可以实现空间利用率的最大化，是大型建筑、体育场馆等建筑中常用的结构形式。
二、大跨度钢结构设计要点大跨度钢结构的设计要注意以下几个方面：1.桥梁结构的承载力问题桥梁结构的承载力是重要的设计要点。
在钢结构的设计中，其承载力大小与其结构的刚度密切相关。
对于大跨度钢结构，如果不能满足其承载力和承载能力的要求，则铁路、公路等基础设施的安全性将遭受威胁。
2.抗震设计桥梁的考虑在设计大跨度钢结构时，需要考虑其受到的地震力。
大跨度钢结构须考虑其受力性能，以应对震后的变形和振动，避免结构变形或失稳。
3.强度设计问题强度是指大跨度钢结构能够承受的最大荷载。
在大跨度钢结构的设计中，需确保其各部分的强度达到或超过所要求的标准，同时要细节化设计其各部分的承重构件。
4.结构体系的优化设计问题优化设计是任何一种设计都需要考虑的问题。
对于大跨度钢结构来说，优化设计符合其尽量减小结构材料的使用，同时提高其结构的整体强度和稳定性，进而降低工期、成本和风险等多个方面所带来的优势。
5.建造阶段的安全问题大跨度钢结构在建造时，需要考虑其安全性。
在钢结构的设计中，需谨慎考虑其各部分的承重、加固和抗震等性能。
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将斜拉桥技术及预应力技术综合应用到网格构结而形成一种形式新颖、 协同工作的杂交空间结构体系， 可称为斜拉网格结构， 它也是一种内部空间宽广、 造型新奇、 颇有景点特色的大跨度建筑结构。对于斜拉网 格结构， 这些年来结合工程和课题作了 探人的研究［ １ ３ ］ － ［ Ｉ ６ ］ 斜拉网格结构有下列特点： （ ］ ） 通常由塔往、 拉索、 网格结构三部分协调组合而成的杂交空间结构。 （ ２ ） 可充分发挥钢拉索的高强度和施加预应力的优势， 以降低钢材用量。 （ ３ ） 可在网格结构区域内反向地面增加支承点， 分割结构跨度， 减小结构挠度， 降低杆件内力峰值。 （ ４ ） 通过张拉拉索， 建立预加内力和反拱挠度， 可部分抵消外载作用下的结构内力和挠变。 （ ５ ） 在任意荷载工况下， 不使拉索出现松驰， 退出工作， 为此通常需对拉索施加预应力。 （ ６ ） 在承受向上、 向下风荷载都很大且由风荷载控制设计时的斜拉网格结构， 必要时尚应设置施加一定 预应力的稳定索。 （ ７ ） 拉索敷设宜多方位布置， 切忌平面布索和单方向布索。 （ ８ ） 拉索的倾角不宜太小， 一般宜大于２ ５ ０ ， 否则将导致弹性支承作用减弱、 内力过大和连接节点构造上
１ ５２ ０％
云光建筑设计
咨询开发中心
〔 变高度） 八面锥网壳 间等边八边形 ， 扭应 力索 ， 每索建预应力值 ７ ０ ０ ｋ Ｎ
矢高 Ｉ Ｓ５
阶 ｌ９９’７
功
广东新兴县
重庆建筑
大 学
阴
２ ７ ｘ ２ ７ ， 截去 １ ２ ．
膜边一角
４ ８ ｋ ｇ ／ ． ＇
３ ２９ ６
上海建筑设计 研究 院 妙枝花建筑 勘察设计院 贵州工大
洲
三向短程线型
双层球面网壳
７ ４ ． ８ 伙 ， ４ ． Ｂ 缺角
八点支承 ． 对角柱跨度 ６ ４ ． ９ ． ， 周
‘ ． １ － ， ％
中国建研院
结构所 座相对高差 ９ － １ ２
哪
２
重庆一中
体 育馆
斜放 四角锥
网 架
３ ７． ９ ． ３ ７． ８ ｘ ２ ． ３ ４
重庆建筑
大 学
四周粗挑 ５ ． ４
长六边形
３ ３ ｘ６ ６ ｘ２． ２
（ ｍ） 技术特征 或省钢 率 年份
北京亚运会综合
体育馆
两块组合型人字
剖面斜放 四角锥
往面 网壳
７ ０ ｘ ８ ３ ． ２
双塔往， 各往向内至屋脊处设 ８ 根 双索面单向拉索
９ ９ ０ 北京市建筑设
层鞍形 网壳
的 ． ７ ｘ４ ２． ７ ｘ１ ． ２ ５
沿纵边七点支承， 沿椒向 设ｔ四道
预应力索 ， 分三次施加预应力
２ ８ ． ５ ｋ ８ ／ 袱
２ ｅ ％
攀枝花建筑
勘察设计 院
矢高 ６ ． ｔ ５
附
８ ０ ｘ ６ ２ ． ５ ｘ ３ 椭圆
周边独立柱支承 在拱向沿下弦设
江苏省建筑
结构受力合理、 刚度大、 重量轻， 制作安装也比较方便， 在近十多年来得到开发与发展， 并在大跨度、 大柱网的
公共与工业建筑中 得到应用， 且受到国内 外科技界和工程界的关注和重视， 其推广应用和发展前景是无比 广
采用预应力技术于大跨度空间俐结构具有如下的特色和优势。 （ １ ） 可以改变结构的受力状态， 满足设计人员所要求的结构刚度、 内力分布和位移控制。 （ ２ ） 通过预应力技术可以构成新的结构体系和结构形态（ 形式） ， 如素弯顶结构等。可以说， 没有预应力 技术， 就没有索弯顶结构。 （ ３ ） 预应力技术可以作为预制构件（ 单元杆件或组合构件） 装配的手段， 从而形成一种新型的结构， 如弓 式预应力钢结构。 （ ４ ） 采用预应力技术后 ， 或可组成一种杂交的空间结构， 或可构成一种全新的空间结构， 其结构的用钢指 标比原结构或一般结构可大幅度的降低， 具有明显的技术经济效益。 预应力空间钢结构预应力的施加方法通常有两种： 一种是在预应力索、 杆上直接施加外力， 从而可调整 改善结构受力状态， 致使内力重分布， 或者形成一种新的具有一定内力状态的结构形式； 另一种是通过调整 已建空间结构支座高差， 改变支承反力的大小， 从而也可使结构内力重分布， 达到预应力的目 的。 预应力索、 杆的材料通常可采用高强度的钢丝束、 钢绞线， 也可采用钢棒、 钢筋。
力值 ７ ０ ０ ｋ Ｎ
４ ９ ｘ ｋ ｇ ／ 矽
／ ｌ 边形 ． 矢高 ｇ ． 朋． 边设八道预应力索 ， 分二次建预应 边长 ４ ６ ． 肚 正六边
哪
石
广东浦远市
六块组合型三
六点支承、 对角柱踌度 ８ ９ ． 周边 设六道预应力索、 每索建预应力值
日１ 】 ｋ Ｎ
４ ４ ． ３ ｋ Ｗ． ＇
序号 工程名称 网格结构形式
平面尺寸 ｘ 厚度
（ ｍ）
预应力技术特征
用钢指标
建成
设计单位
年份 或省钢率
１９８４
天津宁河
体 育馆
正放 四角锥
网 架
月 ２义礴 ２火 ３
盆式 搁ｆ就位， 角支座与 边界中 支 ２ ８ ． ５ ｋ ＆ ／ ． ＇ 盆式 搁ｆ就 位周 边支座 相对高差 ２ ３ ． ｌ ｋ ｇ ／ ． ＇
第一届现代结构工程学术会议
预应力大跨度空间钢结构的应用与展望
董石麟
（ 浙江大学空间站构研究中心 杭州 ３ １ ０ ０ ２ ７
摘 要： 本文主要是阐 述了我国 预应力大 跨度空间 钢结构应用 与发展的 基本情 况。 这些预应力空间钥结构包括 有预 应力网 格结构、 斜拉网 格结构、 索官顶结构、 张弦 梁结构、 弓 式预 应力钢结构等。 最后， 本文展望了 断世纪的 预应力空间钥结
四块组合型三向单双
５ ４ ｘ ７ ６． ４ 巧
四点（ 每边中点） 支承， 支承间共设 四道顶应力索２ ８ ． ２ ｋ Nhomakorabea８ ／ 矽
４ ３％
贵州工大
设计 院
体育馆 层混合扭网先 西昌铁路分 局体育活动 中心 江苏宿迁市
文体馆
矩形底球 面网壳与外 挑Ｉ 至６ ｍ柱面网亮 正放四角健双
构。
关．词 ： 预应力结构 大踌度结构 空间钢结构
１ ． 纂
空 间 网 妒构索 宵 澳 结 构弓 式 顶 应 夕 钥 结 构应 用 臀展
预应力大跨度空间钢结构是把现代预应力技术引用到例如网架、 网壳等网格结构、 素、 杆组成的张力结 构、 立体析架结构等一类大跨度结构， 从而形成一类新型的、 杂交的预应力大跨度空间钢结构体系。这一类
正放四角锥网架
４恤 １ ２ ０ｘ ６ ９
六塔柱， 每柱 四根斜拉索， 每索 由 ４ ４ ４ ８ 不锈钥棒组成
３ ５ ． ２ ｋ ｇ ／ ｍ ＇
１ ９ ９ ｌ
中国冶建研究
总院
２摘 ９ ６ ｘ ７ ０
四 塔柱， 每柱四根斜拉索， 每索由
４ 帆８ 不铆钥棒组成
２ ０ － ３ ０％
１ ９ ９ ３ 中国冶建研究
２ ． 预应力网格结构
阔 的 ［ ’ 〕 ［ ， ３ ［ ， “ 。
现代预应力技术与空间网格结构（ 包括网架与网壳） 相结合便可构成预应力网格结构。通常施加预应力 的方案有两种： 一种是在网架的下弦平面下设置预应力索， 如图 ｌ ａ 所示， 也可在网壳的周边设置预应力索，
如图 １ ６ 所示， 通过张拉预应力索建立与外载作用反向的内力和挠度； 另一种是通过网格结构支座高差强行 调整就位（ 通常为盆式搁置就位， 在使用阶段达到支座最终反力趋向于均匀化） ， 使网格结构建立预加应力，
总院
５ 太旧高速路旧关 两块正放四角锥 １ ４ ｘ ６ ４ ． ７ １ ８ ｘ １ ． ５ 独塔柱， 共设有全方位布ｆ斜拉索
收费站
口柱面 网壳 ２ ８根
１ ９ ９ ５ 山西设计院浙 大空间结构研
究中心
６ 浙 江 黄 龙体 育中 两 块 正 放四 角雄 ２ 块２ ４ ４ ｘ ５ ０ ｘ ３两 塔 柱 共四 肢 各肢至内环 设， 根 ８ ０ ｋ ｇ ／ 扩 ２ ０ ０ ０浙 江 省 设计 院 心 体 育 场 圆 柱 面 网 壳 月 牙 形 平 面 斜 拉 索， 在网 壳 上 弦 靠内 环 粱 设 ｔ （ 不 含 环 梁 》 与 中 国 建 研 院
如图 ｌ ｃ 所示。
图 １ 预应力网格结构的预应力方案
工业建筑
２ ０ ０ １ 年
增刊
庆贺刘锡良 教授执教５ ０ 周年
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。 （ 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， 并在使用荷载下达 到最佳内力状态； 预应力网 架结构的简捷计算法及施工张拉全过程分析可参见文献［ ４ １ （ ３ ） 通过预应力技术可提高整个网格结构的刚度， 减少结构挠度。 （ 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
计院
２ 浙江大学体育场 正放四角锥网架
司令 台 新加坡港 务局 （ Ｐ Ｓ Ａ ） 仓库 Ａ型 新加坡港 务局 （ Ｐ Ｓ Ａ ） 仓库 Ｂ型 正放四角谁网架
２ ４ｘ４ ０ｘ １ ． ２
四塔柱， 每柱三报斜拉索及一根横
１ ９ ９ ３
浙大空间结构
研究 中心
向的水平索共 １ ４ 根拉索
溯
３
重庆南开
科放四角锥
体育馆 网 架 上海国际两 物中心接层 攀枝花市 休育馆 正放四角谁
组合 网架
盆式搁ｆ就位， 二对边及四斜边支 座相对高差分别为２ ． Ｂ ｃ 。 及７ ． ３ －