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预应力钢结构在大垮结构中的基本原理

发布者: 发布时间:2016/1/30 13:13:13 阅读:次 【字体:

预应力钢结构的种类很多,应用范围也很广。施加预应力的目的,有时是为了提高结构的刚度,如悬索结构体系,有时是为了提高结构的承载力,而有时则既提高结构的承载能力又可增加结构的刚度。

预应力构件

对于大跨结构来说,为了增大结构的跨度,提高其承载力和节约钢材,采用预应力结构是一种较为有效的方法。最常用的方法是,在给构中增加高强度钢构件,对结构或构件施加预应力,从而可以提高结构或构件的承载力。例如:预应力拉杆,预应力梁,预应力桁架,预应力拱,预应力报架以及预应力网架等。本节简要地介绍预应力钢结构的基本原理,及其在大跨结构中的应用。

基本原理

设一受拉构件,如果事先使它承受压力,则在外荷作用下,首先应抵消预压力后才开始受拉。这样利用受拉构件材料的承载能力,是从j利用到f。当然,对它施加顶压力的高0度钢材将得到同号应力,而始终受拉。图中角标“0”表示施加预应力阶段的应力和应变,“2”代表加预应力后在荷毅作用下产生的应力和应变,“K”代表高强度预应力筋。如果一开始拉杆就在一部分荷载作用下而受拉应力,达F,已经耗尽了承载力。这时穿入高强度预应力筋,井施加顶应力,把拉杆中的拉应力抵消,甚至使它受压,则拉杆又恢复了承受外荷的能力。在第二部分荷载作用下又使它由压应力增加到拉应力。显然,施加预应力是把拉杆中已有的内力替代过来,由高强度钢杆来承受。后者强度高,充分发挥了作用,而前者反复利用了承载力的五倍。

当拉杆和预应力打火同受拉力作用时,杆件为一次超静定体系,根据变形协调条件,用刀法可求得拉杆和顶应为杆的内力。但是张拉顶应力杆时,顶应力只是作为一种外力,故体系属于静定。

以上介绍的对拉杆加预应力的方法,从它的工作经历的阶段来看,属于二阶段,经历初始载荷作用、加预应力及续加荷载作用三个阶段,属于三阶段设计。

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