預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有哪些？
預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)有四個(gè)。
一是可以充分、反復(fù)地利用鋼材彈性強(qiáng)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(yīng)力狀態(tài)開始，逐漸加載而達(dá)到材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度而終止受力的，其承載力即為結(jié)構(gòu)承受各種荷載的總和。而預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)承載力則始于預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)應(yīng)力狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)受載后，材料經(jīng)過負(fù)應(yīng)力→零應(yīng)力→正應(yīng)力→設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)力，達(dá)到結(jié)構(gòu)的承載力終值。所以，結(jié)構(gòu)承載力提高部分是由材料從負(fù)應(yīng)力至零應(yīng)力這一階段貢獻(xiàn)的。多次預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)具有多次從負(fù)應(yīng)力至零應(yīng)力的受載過程，因此，其能多次作出貢獻(xiàn)，所以具有更大的承載能力。
二是可以改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，降低應(yīng)力峰值。譬如，受彎構(gòu)件中的峰值彎矩，可以通過增加撐桿施加預(yù)應(yīng)力，將部分彎矩轉(zhuǎn)換為軸向力。因此，將彎矩峰值降低，并減小構(gòu)件截面，甚至利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)創(chuàng)造出零彎矩的橫向結(jié)構(gòu)體系，如索穹頂。
三是可以提高結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性，改善結(jié)構(gòu)的各種屬性。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形常與荷載下變形反向，因而結(jié)構(gòu)剛度得以提高。由于布索而改變結(jié)構(gòu)邊界條件，可以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力可以調(diào)整結(jié)構(gòu)循環(huán)應(yīng)力特征而提高疲勞強(qiáng)度。降低結(jié)構(gòu)自重而減小地震荷載，從而提高其抗震性能等。
四是可以降低用鋼量，節(jié)約成本。挖掘鋼材強(qiáng)度潛力，改善結(jié)構(gòu)邊界條件，優(yōu)化結(jié)構(gòu)桿件、截面尺寸，創(chuàng)新承重結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)勢(shì)的總和，必然反映在降低鋼材總量上。在保證結(jié)構(gòu)承載和使用功能的前提下，節(jié)約材料消耗量、降低成本，就是設(shè)計(jì)人員在本職工作中體現(xiàn)“低碳經(jīng)濟(jì)”、“綠色建筑”理念的大事。