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    【专家】双层压瓦机预应力钢结构发展过程中的关键问题 预应力双层压瓦机钢结构抗火研究现状

    发布时间 : 2017-05-06

    来源:http://www.btjbywj.com/news/133.html

    很多人对于彩钢压瓦机的了解非常有限,但今天我们先把这个以及960楼承板机、彩钢压瓦机、等诸如此类的问题都放下,来看看"双层压瓦机预应力钢结构发展过程中的关键问题 预应力双层压瓦机钢结构抗火研究现状",希望您能有更多的了解

    【专家】双层压瓦机预应力钢结构发展过程中的关键问题 预应力双层压瓦机钢结构抗火研究现状

      尽管双层压瓦机预应力钢结构在工程实践中得到了广泛应用,但目前为止仅有少数研究者对其在火灾中力学行为进行了初步的理论分析,未见有大型的足尺试验研究结果。我们认为预应力钢结构的抗火研究应急需着重解决以下几个方面的问题。

      1、高强低松弛预应力钢绞线高温下和高温后力学性能研究

      近年来,研究者对预应力高强钢丝在高温下的力学性能进行了研究,如南京理工大学的范进对36根预应力钢绞线试件在不同温度下的力学性能进行了试验,得到了钢绞线极限强度、屈服强度、弹性模量随温度的变化规律,给出了其力学模型。哈尔滨工业大学的胡琼、张昊宇对预应力钢丝进行了抗火试验,总结了预应力钢丝的各项高温力学性能指标的退化规律,并提出了适合于火灾条件下的预应力钢丝本构关系模型。

      尽管国内外学者对预应力钢丝高温力学性能己进行了一些研究工作,但研究对象是用于预应力混凝土结构的普通松弛预应力钢丝,不是预应力钢结构工程中占主导地位的高强低松弛预应力钢绞线,故还不能满足预应力钢结构的抗火分析要求。因此,开展高温下和高温后高强低松弛预应力钢绞线的力学性能研究,总结其各项高温力学性能指标,并建立适用于火灾条件下的预应力钢绞线本构关系模型,是预应力钢结构的抗火分析的前提和基础。

      2、预应力钢结构抗火性能试验研究

      火灾试验研究是获得结构在火灾中真实力学行为的唯一途径,目前对预应力钢结构构件的抗火性能的研究主要是数值模型分析,缺少试验数据的支持,因此有必要对预应力钢结构进行火灾试验研究,以获得预应力钢结构构件在火灾中的真实力学行为如变形、应力松弛、整体屈曲及局部屈曲等,其试验结果对预应力钢结构的设计、火灾后预应力钢结构构件的承载能力以及对现有预应力钢结构工程的加固具有指导的意义。

      3、根据研究结果,提出预应力钢结构抗火设计的实用公式和提高其抗火性能的工程措施

      由于实用公式是预应力钢结构抗火设计的理论依据,所以对试验研究的结果和理论分析的结果进行对比分析,总结实用公式和影响其抗火性能的因素,对未来预应力钢结构的抗火设计和在工程实践中提高其抗火性能有重大的意义。

      预应力钢结构会越来越广泛地应用于大跨空间结构领域,有必要对各种形式的预应力钢结构的抗火性能、影响其抗火性能的因素以及火灾后剩余承载能力进行研究分析,这对预应力双层压瓦机钢结构的防火设计,选择合理的施工方案,确保火灾时的结构安全,减少人民的生命财产损失具有重大的意义双层,双层压瓦机预应力钢结构发展过程中的关键问题预应力钢结构的抗火研究任重而道远。

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      预应力双层压瓦机钢结构是在结构上施加正常使用荷载之前,在结构上用特定的方法预加初应力,使结构构件控制截面产生的应力与设计荷载产生的应力符号相反,在结构中产生有利的应力分布,以提高构件或结构的承载能力,减小其结构变形,从而达到节约钢材,降低工程造价的目的。在钢结构中引入预应力技术是充分利用钢材弹性范围内的强度,使钢结构在相同的材料消耗时改善结构的受力性能,提高其承载能力和刚度,满足建筑功能要求,提高建筑空间利用率,节约钢材,提高综合效益。

      近年来,由于经济的快速发展,人们不断对建筑物功能提出新的标准与要求,特别是大跨空间结构建筑物如展览馆、会展中心、多功能厅等则提出了更高的使用功能要求,使得钢结构得到广泛的应用,由于预应力钢结构可以改善其结构性能,降低钢材的使用量,在跨度大、荷载重的情况下,采用预应力技术的经济效益更为显著。

      目前,预应力双层压瓦机钢结构应用广泛的领域是大跨度建筑结构,譬如2008年北京奥运会羽毛球馆的屋盖钢结构采用了新型弦支弯顶结构体系,弦支弯顶是一种将刚性的单层网壳和柔性索撑体系组合在一起的杂交预应力大跨度结构体系。通过索撑体系引入预应力,减小了结构位移,降低了杆件应力,减少了结构对支座的水平推力,提高了结构整体稳定性。2008年北京奥运会羽毛球馆是目前世界上采用弦支弯顶结构体系的最大跨度钢结构工程之一,也是目前国内预应力大跨度钢结构工程中体系最具创新性的工程之一。在高层建筑中也有采用预应力钢结构的实例,譬如南非约翰内斯堡市的发展银行大楼、北京电视中心综合业务楼以及北京新保利大厦等。此外,在桥梁结构方面预应力应用的也较多,国内外许多悬索桥、斜拉桥都是技术成熟的工程实践,譬如2004年年底建成的法国米洛高架桥。高耸构筑物是利用预应力增强结构刚度的又一种类型,这是源于拉索作用能够大大提高主塔桅结构的水平刚度。把预应力技术用在已使用的钢结构的加固上更是内容丰富、种类繁多。

      然而,任何事物都有“两面性”,钢材虽具有强度高、重量轻、材质均匀等许多优点,但有一个致命的缺点—不耐火,随着温度升高,钢材的强度和刚度下降,当温度超过300℃时,钢材的屈服强度和弹性模量开始明显降低,当温度达到400℃时其屈服强度将下降到常温下的1/2左右,弹性模量将下降到常温下的60%,当温度超过500℃时,钢材会发生明显的塑性变形,超过500℃时钢材的承载力将急剧降低。在火灾中无保护层的钢结构升温很快,即使室温下相对安全的结构在高温时也可能迅速破坏。不加保护的构件的耐火极限仅为10~20min一旦发生火灾,钢结构的承载能力将降低,变形增加,并在较短时间内就可能达到极限状态,甚至发生结构破坏,后果不堪设想。而预应力双层压瓦机钢结构多属无劲结预应力体系,且多数结构长期暴露在外,对于预应力钢结构来说,不需要温压瓦机度预应力双层压瓦机钢结构抗火研究现状升到400℃以上,只要到达300℃左右,由于徐变现象的出现,预应力松弛而引起的内力重分布就可能造成整个结构的破坏,预应力度越大的结构耐火性越差,防火问题显得更为重要。因此,预应力钢结构的防火设计应比普通钢结构和预应力混凝土结构更加严格。

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