复杂建筑结构预应力优化设计范文

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摘要：

在复杂建筑结构设计当中，预应力的设计具有非常重要的意义。预应力设计是否科学将会直接影响到工程的整体水平，正是因为如此，在今后工作中就应该不断加强对其研究。本文将重点分析复杂建筑结构预应力优化设计方案。

关键词：

预应力；建筑结构；设计

建筑工程施工过程中影响工程质量的因素非常多，对于复杂建筑结构而言，其预应力设计对于整个工程的设计就会产生较大影响。为了能够满足实际需要就应该对预应力设计保持高度重视，要采取专门措施才能够满足实际要求。从以往的经验来看为了能够满足日益复杂的要求，在今后工作中就应该对预应力进行不断优化设计，采用专业方法来进行优化设计更有助于提升设计水平。对预应力设计变量以及预应力超静定结构受力进行分析是预应力优化的重要措施。

一、优化设计

在工作中对复杂建筑结构预应力进行深入分析有着非常重要的意义。为了能够真正满足需要，就要对预应力设计变量以及预应力超静定结构受力进行科学分析。

（一）设计变量分析。对预应力设计变量进行深入分析有着非常重要的意义，对于这方面的工作具体而言就是要分析承载能力的极限状态、极限状态等。这些方面在设计过程中都必须要能够符合实际要求及规范。此外对于承载力、变形、应力以及抗裂等也应该进行专门验算。只有不断进行验算才能够满足要求，为了能够实现对变形的有效控制，工作中主要是要利用结构高跨比来实现。采用这样一种方式将有助于实现对变形的有效控制。对于抗裂的控制则是要采用预应力配筋的方式来进行处理。对于非预应力钢筋的增配，往往是要在承载力不能够满足预应力尽量的条件下才要开展这项工作的。为了能够实现科学合理地设计，在预应力初步设计过程中就要高度重视抗裂，对于预应力配筋应该是按照人们对抗裂性的要求来进行设计。通过这样的设计将非常有助于满足要求。在今后工作中对于这方面情况必须要加强研究，要从实际出发来采取措施。在设计过程中最为常用的方式是混合式曲线与直线配筋以及单独曲线配筋。这两种方式的应用将有助于满足实际要求。在设计过程中对于沿力筋的预应力是可以视为不变的，对于其造成的损失也不用进行考虑。在工作中对于结构所受曲线预应力则是可以根据等效荷载法看作把它看成调整力系的作用。

（二）对预应力超静定结构进行分析。对预应力超静定结构受力进行专业分析有着非常重要的意义。应该看到在实际工作中后张预应力混凝土结构往往会受到调整力系和工作力系这两种力的影响。所谓调整力系主要指的是在工作中要借助预应力筋以及锚具来施加的人工预应力。对于这样一种预应力必须要引起高度重视，要不断加强对其分析。工作力系主要指的是结构设计载荷所起作用。这样一种方式往往可以乘坐是工作力系。这两种力对预应力超静定结构所产生的影响是不一样的。调整力系则要对结构受力进行逐步调整，通过这样一种方式实际上将能够对结构内力实现专门调整，这样将能够使得结构受力能够变得更为合理。对于工作力系而言，在运行过程中往往会对结构产生较大破坏。这一点是人们在工作中应该要引起高度重视的一点。通过对复杂建筑结构预应力进行深入分析就会发现，当前在建筑结构中预应力受两个方面因素的影响是最大的。这两个因素分别是安置形式以及张拉力。对于这两个因素应该不断加强研究，这是适应实际要求的重要措施。预应力筋安装形式如果科学合理，那么此时对于结构控制面内力往往可以利用最小张拉力来把它调整到最为合适的状态。相反，当预应力筋安装不合理的话，此时就应该提升预应力筋使用量。这样一种方式同千重情形相比，对结构中断面内力调整效果的影响也将是不同的。这是我们在实际工作中应该引起高度重视的一点。对于这方面情况要不断加强研究。梁端锚具布置也是一个比较典型的问题，对于这样一个问题也应该加强研究。应该看到梁截面面积大小是固定的，此时梁端锚具不管是过大还是过小都会对其布置形式产生较大影响。这一点是人们在工作中应该引起高度重视的。为了能够避免这种现象的出现，在今后工作中就应该在梁下直线上来布置合适的预应力筋。通过这样的方式在设计荷载确定之后，与之相对应的混凝土工作系数也将会确定下来。在复杂建筑结构设计过程中，各种设计变量都将能够得到科学合理地设计，不少设计参数都是具有一定限制的。在进行科学地荷载设计之后，预应力也将会出现一个合理有效的调整力系。这样将有助于达到工作效果。

二、杭州大剧院预应力优化设计

杭州大剧院是杭州市内大型的市政工程，同时也是典型的复杂建筑结构。以杭州大剧院为例来进行分析更具有现实意义。从该工程的实际情况来看，大剧院高度是50m左右，面积为5.2万m2。这样一栋建筑，具有主舞台、音乐大厅、左右舞台以及后台等附属结构。为了能够满足需要，在工作中就应该对其进行严格设计。在对其结构进行设计过程中高位设计在25m，侧墙设计为32m，厚度设计则四600mm。对于管道的设计则是要按照墙的长度来增设7道竖向缝，为了能够真正满足需要还应该把墙体分割成8个墙肢。为了能够真正满足需要，建筑跨度就应该比较大。对于预应力的设计，重点是要保证预应力梁能够满足抗裂要求。这样才能够真正适应实际工作要求。对于预应力钢束应该进行科学发恩锡，要对其进行科学合理地配置。这样才能够满足实际要求。对于这样一种结构，工作人员利用有限元软件ANSYS进行专门分析之后发现。在预应力设计过程中是要受到墙肢上端弯矩影响的。这种影响是人们在工作中必须要引起注意的。针对这种情况，在今后工作中就要对墙肢上端、垮中界面以及梁端进行严格控制。这样才能够满足要求。这是我们在工作中应该引起高度重视的。要采取专门措施来对其进行优化。

三、结语

预应力优化设计是一项非常重要的工作，这项工作是否科学合理将会直接影响到整个工程的质量。为了能够真正满足需要，在今后就应该从实际出发来对进行科学分析。本文以杭州大剧院预应力优化设计为例进行了详细分析。通过本文的分析就会发现，在今后工作中必须要高度重视预应力设计变量以及预应力超静定结构受力分析。

参考文献

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[2]周臻，孟少平，吴京.考虑预应力实施过程的预应力钢结构全过程优化设计[J].土木工程学报，2010（02）.

[3]王友权，荣文广.无粘结预应力砼平板结构中预应力筋布束方式的探讨[J].山东建筑工程学院学报，1996（02）.

作者：田甜 单位：长春建筑学院