預力鋼也稱預應力鋼，在鋼結構承重體系中有意識地引入人為應力以抵消荷載應力、調整內力峰值、增強結構剛度及穩定性、改善結構其他屬性以及利用預心力技術創建新結構體系的構。
基本介紹
- 中文名：預力鋼
- 外文名：Prestressing force steel
- 別稱：預應力鋼
- 定義：引入預應力，從而的彈性範圍
- 屬於：預應力
- 學科：土木工程
概述,特點及分類,施加預應力方式,
概述
預應力鋼結構是指採用人為的方法在結構或構件最大受力截面部位，引入與荷載效應相反的預應力，使其在外荷載和預應力共同作用下的應力限制在特定範圍內，從而擴大材料的彈性範圍，充分利用高強材料，發揮材料特性；調整結構中內力分布，增加構件剛度，減小結構變形，減輕結構自重；降低結構最大拉應力，使低韌性鋼材的脆斷可能性減小。且通過降低有效應力幅值來增強結構的疲勞使用壽命，從而達到節約鋼材和降低造價的目的。預應力鋼結構經過50餘年的發展，由初始的撐桿梁形式衍生出預應力格線結構、預應力吊掛結構、預應力索網（索膜、索穹頂）結構及預應力張弦結構等各種形式。
特點及分類
預應力鋼結構的主要特點如下：
（1）充分、反覆地利用鋼材彈性強度幅值，從而提高結構承載力。
（2）改善結構受力狀態，節省鋼材。例如受彎構件巾的部分彎矩可以施加預應力轉換為軸拉力，降低彎矩峰值，從而構件截面可以縮小，降低用鋼量。
（3）提高結構剛度及穩定性，改善結構的各種屬性。
預應力結構產生的結構變形常與荷載下的變形反向，因而結構剛度得以提高；由於布索而改變結構邊界條件，可以提高結構穩定；預應力還可以調整結構循環應力特徵而提高疲勞強度；由於降低結構自重而減小地震荷載，提高其抗震性能等，
預應力鋼結構種類繁多，大致可歸納為以下四類。
（1）傳統結構型
在傳統的鋼結構體系上，布置索系施加預成力以改善應力狀態、降低自重及成本。例如預應力桁架、網架、網殼、張弦桁架等。另一種是懸索結構，其結構由承重索與穩定索兩組索系組成，施加預應力的目的不是降低與調整內力，而是提高與保證剛度。
（2）吊掛結構型
結構由豎向支撐物（立柱、門架、拱腳架）、吊索及屋蓋子部分組成。支撐物高出屋面，於其頂部下垂鋼索吊掛屋蓋。對吊索施加預庇力以調整犀蓋內力，減小撓度並形成屋蓋結構的彈性支點。由於支撐物及吊索暴露於室外，所以又稱暴露結構。
（3）整體張拉型
整體張拉型結構體系，摒棄了傳統的受彎構件，全部由受張索系及膜面和受壓撐桿組成。屋面結構極輕，是目前最先進的新型結構體系。
（4）張力金屬膜型
金屬膜片固定於邊緣構件之上，既作為維護結構，又作為承重結構參與整體承受荷載。或在張力態下，將膜片同定於骨架結構之上，形成空間塊體結構。兩者都是在結構成型理論指導下誕生的預應力新型體系。
施加預應力方式
鋼結構施加預應力方式有以下幾種：直接張拉方式、整體下壓方式和整體頂升方式等。
1．直接張拉方式
直接張拉方式是採用張拉設備直接張拉預應力筋與拉索的最常用的一種張拉方式，適用於各類預應力桁架、網殼、索網、斜拉結構等。
張拉成型方式是在直接張拉方式的基礎上發展起來的，通過張拉預應力筋使整個屋蓋結構起拱成型，無需起重設備。例如，廣州白雲機場飛機庫預應力鋼拱結構。
2．整體下壓方式
整體下壓方式是利用屋蓋桁架等整體下壓在鋼索上，使鋼索受到橫向壓力而建立預應力的一種張拉方式。例如，安徽體育館、上海楊浦體育館、潮州體育館等索桁架結構體系。
安徽省體育館中央比賽大廳屋蓋採用索桁結構。索桁屋蓋軸長72m，橫向跨度為45.8～53.4m，呈八角棱形。懸索沿軸向傾斜布置，長72.52m，索距1.5m，錨固在17.4m和22.0m標高的水平橫樑上。跨向設11榀梯形鋼桁架，間距6.Om，鋼桁架壓在懸索上，端支座固定在框架柱上。從而，桁架對懸索加以橫向壓張預應力，達到懸索支承桁架，桁架穩定懸索，形成大跨度空間索桁結構。
3．整體頂升方式
整體頂升方式是利用支承柱等整體頂升索膜屋蓋使索膜受拉而建立預應力的一種張拉方式。例如，深圳歡樂谷中心劇場索膜穹頂、秦皇島體育館雙層索膜結構等。
