預應力鋼結(jié)構(gòu)具有多方面的優(yōu)勢
預應力鋼結(jié)構(gòu)具有多方面的優(yōu)勢
預應力鋼結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu),具有多方面的優(yōu)勢。以下是預應力鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢:
1. 提高結(jié)構(gòu)承載能力
充分利用鋼材彈性強度:預應力鋼結(jié)構(gòu)可以充分、反復地利用鋼材彈性強度幅值,從而提高結(jié)構(gòu)承載能力。傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的承載力是從材料的零應力狀態(tài)開始,逐漸加載而達到材料設計強度而終止受力的。而預應力鋼結(jié)構(gòu)則始于預應力產(chǎn)生的負應力狀態(tài),其受載后材料經(jīng)過負應力→零應力→正應力→設計強度應力的過程,達到結(jié)構(gòu)的承載力終值。因此,結(jié)構(gòu)承載力的提高部分是由材料從負應力至零應力這一階段貢獻的,多次預應力鋼結(jié)構(gòu)能多次作出貢獻,具有更大的承載能力。
2. 改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)
降低應力峰值:預應力鋼結(jié)構(gòu)可以通過施加預應力來改善結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),降低應力峰值。例如,在受彎構(gòu)件中,可以通過增加撐桿施加預應力,將部分彎矩轉(zhuǎn)換為軸向力,從而降低彎矩峰值,并減小構(gòu)件截面。
3. 提高結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性
提高結(jié)構(gòu)剛度:預應力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形常與荷載下的變形反向,從而提高了結(jié)構(gòu)剛度。
提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性:由于布索而改變結(jié)構(gòu)邊界條件,預應力鋼結(jié)構(gòu)可以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
提高疲勞強度和抗震性能:預應力還可以調(diào)整結(jié)構(gòu)循環(huán)應力特征而提高疲勞強度,同時降低結(jié)構(gòu)自重以減小地震荷載,從而提高其抗震性能。
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