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跨度60m的屋面如何實(shí)現(xiàn)每平米30kg的超低含鋼量？
拱形結(jié)構(gòu)相比于梁式結(jié)構(gòu)，將受彎轉(zhuǎn)化為軸力，構(gòu)件利用率高。但是由于柱子和基礎(chǔ)承擔(dān)拱形結(jié)構(gòu)強(qiáng)大的水平推力，會(huì)導(dǎo)致柱子含鋼量增加較大，土建基礎(chǔ)成本增高。
有沒(méi)有什么辦法化解掉拱結(jié)構(gòu)的推力呢？這是一個(gè)竹子做的弓箭，給你一個(gè)點(diǎn)贊的時(shí)間來(lái)思考？
如果在兩個(gè)支座增加一個(gè)鋼索來(lái)平衡拱結(jié)構(gòu)帶來(lái)的推力，就可以將推力轉(zhuǎn)化為鋼索內(nèi)力，這樣柱子主要承擔(dān)軸力，鋼柱截面大大減小。
但還有一個(gè)安全問(wèn)題！拱的壓縮，弦的伸長(zhǎng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)矢高不斷減小，拱可能會(huì)突然失去形態(tài)而失效。所以需要在拱和弦之間增加撐桿，這樣就可以保證拱的矢高幾乎不變，承載力大大提高。
你以為這樣就完了嗎？由于拉索的存在，我們可以方便的張拉拉索來(lái)給結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，而預(yù)應(yīng)力狀態(tài)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形與實(shí)際受力時(shí)恰好相反，這樣就可以抵消一部分結(jié)構(gòu)受豎向荷載時(shí)的內(nèi)力和變形。可以再一次提高承載力并且降低含鋼量。
這樣一個(gè)剛?cè)峄旌喜⑶依妙A(yù)張力抵抗外部荷載的高效結(jié)構(gòu)形式稱(chēng)之為張弦梁。這種結(jié)構(gòu)如此高效，為什么實(shí)際工程中應(yīng)用較少呢？
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