预应力钢结构的类型
从早期预应力吊车梁、撑杆梁的简单形式,到张弦桁架、索穹顶、索膜结构、玻璃幕墙等现代结构,预应力钢结构种类繁多,大致可归纳为四大类:
传统结构类型:
在传统的钢结构体系上,拉索体系是预应力的,以提高盈利能力,降低自重和成本。如预应力桁架、网格结构和网壳结构。比如天津宁河体育馆和攀枝花体育馆的网架结构和网壳屋盖。在航站楼和会议中心广泛使用的张弦梁桁架也属于这一类。另一种是历史悠久的索结构,如北京工人体育馆、浙江人民体育馆等。其结构由两组索系组成:承重索和稳定索。预应力的目的不是减小和调整内力,而是提高和保证刚度。
悬挂结构类型:
结构由三部分组成:竖向支撑(柱、门式刚架、拱三脚架)、吊索和屋顶。支架比屋顶高,屋顶的顶端用钢缆吊着。对吊索施加预应力,以调整屋盖的内力,减少挠度,形成屋盖结构的弹性支点。因为支架和吊索暴露在大气中,直接指向蓝天,所以也被称为暴露结构。比如江西体育馆,北京朝阳体育馆,杭州黄龙体育馆。
整体拉伸型:
它属于一种创新的结构体系。跨度结构摒弃了传统的受弯构件,全部由张索体系、膜面和压杆组成。屋顶结构极为轻盈,设计理念新颖,是先进结构体系中的佼佼者。例如,首尔的主奥林匹克体育场和慕尼黑的奥林匹克体育中心。因为这个系统是国外专利,国内没有工程实例。
张力金属薄膜类型:
金属膜片固定在边缘构件上,既是维护结构,又是承重结构,参与整体承重。或者在受拉状态下,横隔板固定在骨架结构上,形成覆盖跨度的空间块体结构。两者都是在结构成型理论指导下诞生的新型预应力体系。它们被应用于莫斯科奥运会的几个主要场馆,但这种技术在中国并不掌握。