國家體育場鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

1、國家體育場鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案國家體育場(又稱“鳥巢”)是2008年北京第29屆奧運(yùn)會(huì)的主體育場，承擔(dān)奧運(yùn)會(huì)開、閉幕式與田徑比賽，固定座席可容納8萬人，活動(dòng)座席可容納1.1萬人。國家體育場建筑頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為297.3米，最高點(diǎn)高度為68.5米，最低點(diǎn)高度為40.1米，總建筑面積約為25.8萬平方米。建筑的設(shè)計(jì)使用年限為100年，項(xiàng)目總投資為31.3億元，其中建安成本為22.67億元。瑞士赫爾佐格德梅隆設(shè)計(jì)公司、中國建筑設(shè)計(jì)研究院與奧雅納工程顧問公司組成的設(shè)計(jì)聯(lián)合體承擔(dān)國家體育場設(shè)計(jì)工作。 一、結(jié)構(gòu)布置 國家體育場大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上，柱距為37.958米。取消

2、可開啟屋蓋后，固定屋蓋中間開洞長度增至185.3米，寬度增至127.5米。由于國家體育場大跨度鋼結(jié)構(gòu)大量采用由鋼板焊接而成的箱形構(gòu)件，交叉布置的主結(jié)構(gòu)與屋面及立面的次結(jié)構(gòu)一起形成了“鳥巢”的特殊建筑造型。主場看臺(tái)部分采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，與大跨度鋼結(jié)構(gòu)完全脫開。 主桁架圍繞屋蓋洞口環(huán)梁放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通，并在中部形成由分段直線構(gòu)成的內(nèi)環(huán)桁架。為了避免出現(xiàn)過于復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)，4榀主桁架在內(nèi)環(huán)附近截?cái)? 為了減小構(gòu)件制作難度，降低加工成本，盡量減小現(xiàn)場施工的復(fù)雜性，對(duì)屋蓋結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕?。主桁架弦桿在相鄰腹桿之間保持直線，代替空間彎扭曲線構(gòu)件，避免出現(xiàn)過

3、大的P-效應(yīng)。由于主桁架大部分采用了規(guī)則的箱形截面，從而大大降低了構(gòu)件加工的成本。 屋頂與立面次結(jié)構(gòu)的主要作用是為主結(jié)構(gòu)提供面外的側(cè)向支撐、減小主結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算長度，為屋面膜結(jié)構(gòu)、排水溝、下弦聲學(xué)吊頂、屋面排水系統(tǒng)等提供支承條件，并形成結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。 在修改初步設(shè)計(jì)中，屋面次結(jié)構(gòu)布置主要考慮控制屋面膜結(jié)構(gòu)板塊面積的大小，次結(jié)構(gòu)的數(shù)量明顯少于原初步設(shè)計(jì)。通過調(diào)整立面次結(jié)構(gòu)的疏密程度，達(dá)到有效減小外柱的計(jì)算長度的目的。 二、焊接薄壁箱形構(gòu)件 國家體育場大跨度結(jié)構(gòu)主要采用由鋼板焊接而成的箱形構(gòu)件。為了滿足建筑造型要求，構(gòu)件的外形尺寸受到較大限制。有效減少用鋼量，不但對(duì)節(jié)約工程投資、控制造價(jià)有非常直

4、接的作用，同時(shí)對(duì)于減小地震與溫度作用、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的安全性也具有十分重大的意義。 為了減小用鋼量，在設(shè)計(jì)焊接箱形截面構(gòu)件時(shí)盡量采用較小的壁厚。由于大截面薄壁箱形構(gòu)件截面的寬厚比較大，在受壓時(shí)很容易發(fā)生局部失穩(wěn)，需要采用有效寬度的概念，利用板件的屈曲后強(qiáng)度。目前在國內(nèi)外的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，均只考慮了箱形構(gòu)件在軸心受壓、受彎及偏心受壓時(shí)的有效寬度計(jì)算方法，沒有考慮拉彎構(gòu)件的受壓區(qū)板件可能出現(xiàn)的曲屈問題，對(duì)于薄壁箱形構(gòu)件存在很大的不安全隱患。目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范僅給出軸心受拉、軸心受壓、彎剪、拉彎、壓彎等幾種類型構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，無法涵蓋在構(gòu)件在復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)中的實(shí)際受力狀態(tài)。另外，我國現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在確定

5、箱形構(gòu)件的有效寬度時(shí)，只是簡單地根據(jù)構(gòu)件的拉、壓狀態(tài)進(jìn)行判別，沒有考慮板件局部穩(wěn)定與構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力之間的關(guān)系，有效截面寬度取值偏于保守。因此，如何合理確定焊接薄壁箱形構(gòu)件受壓板件的寬厚比與其他相應(yīng)的實(shí)際措施，是保證結(jié)構(gòu)的安全性、提高材料利用率、有效減小用鋼量的關(guān)鍵問題之一。 在綜合比較了國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、冷彎薄壁型鋼設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出了根據(jù)箱形構(gòu)件板件應(yīng)力狀態(tài)確定焊接薄壁箱形構(gòu)件的板件有效寬厚比的方法與相應(yīng)的構(gòu)件設(shè)計(jì)公式，分別考慮拉、壓、雙彎、雙剪、扭作用，并在非線性有限元計(jì)算、構(gòu)件試驗(yàn)研究進(jìn)行分析驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，將研究成果應(yīng)用于國家體育場焊接薄壁箱形構(gòu)件設(shè)計(jì)中。 三、

6、桿件計(jì)算長度系數(shù)研究 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)管桁架結(jié)構(gòu)的計(jì)算長度沒有專門的規(guī)定。由于方管桁架的節(jié)點(diǎn)剛度較大，對(duì)桿件變形的約束作用明顯，合理確定桿件的計(jì)算長度，可以取得一定的經(jīng)濟(jì)效果。對(duì)于管桁架的受壓弦桿，面內(nèi)計(jì)算長度可以取構(gòu)件的節(jié)間長度?？紤]到受拉弦桿和腹桿的抗彎及抗扭效果，對(duì)管桁架受壓弦桿平面外的位移形成約束作用，而且受壓弦桿本身也具有一定的抗彎和抗扭能力，故對(duì)其在平面外的計(jì)算長度可以適當(dāng)折減。 桁架腹桿面外的計(jì)算長度與連接節(jié)點(diǎn)形式有很大關(guān)系，當(dāng)采用管桁架時(shí)，腹桿四周焊縫與弦桿連為一體，這與節(jié)點(diǎn)板連接時(shí)平面外剛度很小有明顯區(qū)別。考慮到桿端焊縫的約束作用，腹桿的計(jì)算長度系數(shù)可以折減。在本設(shè)計(jì)中，腹桿

7、在面內(nèi)的計(jì)算長度系數(shù)取0.8，面外的計(jì)算長度系數(shù)則參照日本管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指針取0.9。 屋面次結(jié)構(gòu)在主桁架形成的菱形網(wǎng)格中呈不規(guī)則交叉布置，構(gòu)件以受彎為主。立面次結(jié)構(gòu)在外柱之間呈不規(guī)則交叉布置，直接作用于立面次結(jié)構(gòu)的荷載較小。在原初步設(shè)計(jì)中，將主結(jié)構(gòu)作為次結(jié)構(gòu)的支承點(diǎn)，次結(jié)構(gòu)面外計(jì)算長度直接取用主結(jié)構(gòu)支承點(diǎn)之間的距離，計(jì)算長度很大，當(dāng)桿件受壓時(shí)材料利用率很低。由于次結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)狀交叉布置，受力形態(tài)類似于單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。為了確定次結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算長度，直接采用整體計(jì)算模型進(jìn)行非線性分析，計(jì)算時(shí)分別考慮了豎向荷載和水平地震作用。 對(duì)于屋面與立面的次結(jié)構(gòu)構(gòu)件，由于次結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，在豎向荷載與水平方向地震作

8、用下的構(gòu)件的穩(wěn)定承載力高于構(gòu)件截面能夠提供的材料屈服承載力，構(gòu)件為強(qiáng)度控制。根據(jù)非線性分析結(jié)果，結(jié)合次結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并參照網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ61-2003），次結(jié)構(gòu)面外計(jì)算長度系數(shù)均取1.6，且頂面次結(jié)構(gòu)面外計(jì)算長度不超過其延長線與兩相鄰主桁架交點(diǎn)之間的距離。四、桿件計(jì)算長度系數(shù)研究 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)管桁架結(jié)構(gòu)的計(jì)算長度沒有專門的規(guī)定。由于方管桁架的節(jié)點(diǎn)剛度較大，對(duì)桿件變形的約束作用明顯，合理確定桿件的計(jì)算長度，可以取得一定的經(jīng)濟(jì)效果。對(duì)于管桁架的受壓弦桿，面內(nèi)計(jì)算長度可以取構(gòu)件的節(jié)間長度?？紤]到受拉弦桿和腹桿的抗彎及抗扭效果，對(duì)管桁架受壓弦桿平面外的位移形成約束作用，而且受壓弦桿本身也具

9、有一定的抗彎和抗扭能力，故對(duì)其在平面外的計(jì)算長度可以適當(dāng)折減。 桁架腹桿面外的計(jì)算長度與連接節(jié)點(diǎn)形式有很大關(guān)系，當(dāng)采用管桁架時(shí)，腹桿四周焊縫與弦桿連為一體，這與節(jié)點(diǎn)板連接時(shí)平面外剛度很小有明顯區(qū)別?？紤]到桿端焊縫的約束作用，腹桿的計(jì)算長度系數(shù)可以折減。在本設(shè)計(jì)中，腹桿在面內(nèi)的計(jì)算長度系數(shù)取0.8，面外的計(jì)算長度系數(shù)則參照日本管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指針取0.9。 屋面次結(jié)構(gòu)在主桁架形成的菱形網(wǎng)格中呈不規(guī)則交叉布置，構(gòu)件以受彎為主。立面次結(jié)構(gòu)在外柱之間呈不規(guī)則交叉布置，直接作用于立面次結(jié)構(gòu)的荷載較小。在原初步設(shè)計(jì)中，將主結(jié)構(gòu)作為次結(jié)構(gòu)的支承點(diǎn)，次結(jié)構(gòu)面外計(jì)算長度直接取用主結(jié)構(gòu)支承點(diǎn)之間的距離，計(jì)算長度很大，當(dāng)

10、桿件受壓時(shí)材料利用率很低。由于次結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)狀交叉布置，受力形態(tài)類似于單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。為了確定次結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算長度，直接采用整體計(jì)算模型進(jìn)行非線性分析，計(jì)算時(shí)分別考慮了豎向荷載和水平地震作用。 對(duì)于屋面與立面的次結(jié)構(gòu)構(gòu)件，由于次結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，在豎向荷載與水平方向地震作用下的構(gòu)件的穩(wěn)定承載力高于構(gòu)件截面能夠提供的材料屈服承載力，構(gòu)件為強(qiáng)度控制。根據(jù)非線性分析結(jié)果，結(jié)合次結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并參照網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ61-2003），次結(jié)構(gòu)面外計(jì)算長度系數(shù)均取1.6，且頂面次結(jié)構(gòu)面外計(jì)算長度不超過其延長線與兩相鄰主桁架交點(diǎn)之間的距離。 五、鋼結(jié)構(gòu)安裝順序研究 安裝順序?qū)Υ罂缍冉Y(jié)構(gòu)用鋼量影響很大。在安裝

11、過程中，如果屋頂次結(jié)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)同時(shí)安裝，次結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力將會(huì)明顯增大，導(dǎo)致次結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面壁厚增大，增大結(jié)構(gòu)總用鋼量增加；主、次結(jié)構(gòu)之間區(qū)別不明顯，地震作用效應(yīng)增大，難以按指定的順序出現(xiàn)塑性鉸，形成良好的抗震體系。另外，合理布置臨時(shí)支撐塔架的位置與數(shù)量，對(duì)主結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝過程中可能出現(xiàn)的應(yīng)力狀態(tài)有較大影響。故此，對(duì)國家體育場大跨度鋼結(jié)構(gòu)的建造過程進(jìn)行了詳細(xì)的施工模擬分析。 國家體育場屋蓋鋼結(jié)構(gòu)施工順序?qū)Y(jié)構(gòu)構(gòu)件在重力荷載作用下的內(nèi)力將產(chǎn)生明顯影響。根據(jù)總工期的要求，大部分看臺(tái)混凝土結(jié)構(gòu)先行施工，屋蓋鋼結(jié)構(gòu)部分隨后進(jìn)行施工。協(xié)調(diào)鋼結(jié)構(gòu)安裝與混凝土結(jié)構(gòu)施工的關(guān)系，對(duì)保證混凝土看臺(tái)部分連續(xù)施工、鋼結(jié)構(gòu)

12、的順利安裝具有重大的意義。由于采用整體提升方案時(shí)混凝土部分不能先期施工，故在總體工期上受到限制，滑移受到場地的限制等因素，故確定采用散裝法施工，在屋蓋主桁架交叉點(diǎn)的位置設(shè)立78個(gè)臨時(shí)支撐塔架。 在設(shè)計(jì)中，運(yùn)用有限元法計(jì)算程序中將“死”單元（不參與整體結(jié)構(gòu)分析的構(gòu)件）逐次激活的技術(shù)，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)在整個(gè)施工階段的結(jié)構(gòu)分析，模擬結(jié)構(gòu)在整個(gè)施工階段過程中的剛度和重力荷載的變化。在建立結(jié)構(gòu)的整體分析模型時(shí)，包括全部結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)和單元。將整個(gè)施工過程分為若干個(gè)主要階段，進(jìn)行第n階段結(jié)構(gòu)在重力荷載作用下的受力分析時(shí)，將在其后階段安裝的單元指定為“死”單元，這些“死”單元不具有剛度和重力荷載作用。在進(jìn)行n+1階段

13、施工的受力分析時(shí)，在該階段施工安裝的“死”單元被激活，恢復(fù)應(yīng)有的剛度和自重效應(yīng)，在其后階段施工安裝的單元仍然保持為“死”單元。 六、大量采用新型鋼材 在國家體育場結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了有效地控制成本，縮短訂貨周期，全部采用國產(chǎn)鋼材。對(duì)于厚鋼板選用了國產(chǎn)Q345GJ鋼材。根據(jù)冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB4104-2000生產(chǎn)的Q345GJ(Z)高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板，板厚效應(yīng)小，中厚板的屈服強(qiáng)度比普通Q345明顯提高，對(duì)于50100mm厚板，屈服強(qiáng)度為325MPa，強(qiáng)度僅降低6，對(duì)于控制用鋼量起到了很好的作用。與低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（GB/T1591-94）中的Q345相比，其磷、硫含量明顯降低，鋼材的屈強(qiáng)比不大于0.

14、8，縱向沖擊功有所提高，完全能夠滿足建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)鋼材強(qiáng)屈比、伸長率及冷彎性能等相關(guān)性能要求。由于Q345GJ鋼材的可以有效減少結(jié)構(gòu)的用鋼量，改善結(jié)構(gòu)的安全性，有效地發(fā)揮了國產(chǎn)新型鋼種的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 在桁架柱內(nèi)柱受力最大的部位，為了有效控制構(gòu)件的最大壁厚，減小焊接工作量，使連接構(gòu)造比較合理，在設(shè)計(jì)中采用了高強(qiáng)度的Q460鋼材。此時(shí)要求鋼材的抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值不應(yīng)小于1.2，伸長率大于20，-40時(shí)的沖擊韌性不低于34J，板厚方向截面收縮率不小于Z35。同時(shí)，嚴(yán)格控制碳當(dāng)量，經(jīng)過嚴(yán)格的焊接工藝評(píng)定，使其具有良好的可焊性。這是在國內(nèi)建筑工程中首次采用Q460鋼材，由舞陽鋼廠生產(chǎn)。 為了使桁

15、架柱與下部T合并段的連接構(gòu)造比較簡單，通過鑄鋼節(jié)點(diǎn)將內(nèi)柱的菱形截面轉(zhuǎn)換為矩形截面。由于鑄鋼節(jié)點(diǎn)位置處于結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵部位，構(gòu)件的受到很大的軸力與彎矩，節(jié)點(diǎn)域壁厚較大。鑄鋼節(jié)點(diǎn)采用按德國DIN-17182標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的GS-20Mn5V，化學(xué)成分控制嚴(yán)格，鑄鋼材料的可焊性好。與規(guī)范中采用的鑄鋼材料相比，屈服強(qiáng)度明顯提高，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，當(dāng)鋼材壁厚大于100mm時(shí)，屈服強(qiáng)度不低于280MPa。另外，其延伸率、沖擊韌性均得到大大改善。七、軟件開發(fā)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算 在國家體育場設(shè)計(jì)過程中，在ANSYS軟件平臺(tái)上開發(fā)了設(shè)計(jì)與優(yōu)化功能，以適應(yīng)復(fù)雜大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求，計(jì)算優(yōu)化時(shí)將構(gòu)件的應(yīng)力水平控制作為主要優(yōu)化目標(biāo)

16、。在確定控制應(yīng)力度時(shí)考慮了結(jié)構(gòu)安全度、施工偏差與各種不可預(yù)見的因素。目標(biāo)應(yīng)力度的設(shè)定與結(jié)構(gòu)的重要性、桿件受力特點(diǎn)及工程造價(jià)直接相關(guān)。在確定國家體育場鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算的目標(biāo)應(yīng)力度時(shí)，還考慮了屋面PTFE膜結(jié)構(gòu)側(cè)向不平衡力對(duì)主桁架上弦、屋頂次結(jié)構(gòu)側(cè)向彎矩的影響，燈光、音響、雨水槽、大屏幕等集中吊掛荷載引起的局部應(yīng)力，以及在罕遇地震作用下形成破壞機(jī)構(gòu)時(shí)主桁架與次結(jié)構(gòu)需要加強(qiáng)的部位。 通過對(duì)整體結(jié)構(gòu)在各種工況組合下進(jìn)行計(jì)算與截面校核，可以得到構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)力比。將各構(gòu)件的計(jì)算應(yīng)力比與目標(biāo)應(yīng)力比限值范圍進(jìn)行比較，若構(gòu)件計(jì)算應(yīng)力比介于目標(biāo)應(yīng)力比限值范圍內(nèi)，則該構(gòu)件截面保持不變，否則需要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行截面調(diào)整。調(diào)整

17、構(gòu)件截面后再次進(jìn)行整體計(jì)算與截面校核，直至所有構(gòu)件計(jì)算應(yīng)力度均符合設(shè)計(jì)要求。 國家體育場鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的自振周期較長，地震作用與結(jié)構(gòu)剛度關(guān)系很大。因此，采用了“先靜力計(jì)算優(yōu)化、后動(dòng)力驗(yàn)算調(diào)整”的總體優(yōu)化思路。首先對(duì)恒荷載、活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、溫度作用等所有靜荷載工況組合進(jìn)行計(jì)算；對(duì)構(gòu)件截面壁厚進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使構(gòu)件截面滿足設(shè)計(jì)要求；對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算，進(jìn)行截面校核，調(diào)整構(gòu)件壁厚；重新進(jìn)行靜力荷載工況分析，使全部構(gòu)件均滿足靜荷載工況與地震作用工況要求。由于國家體育場整體結(jié)構(gòu)180旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，優(yōu)化時(shí)同時(shí)調(diào)整對(duì)稱桿件的壁厚。采用上述優(yōu)化技巧后，通過910輪計(jì)算可得到滿意的結(jié)果。 八、預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用研

18、究 為了使國家體育場大跨度鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，我們會(huì)同國內(nèi)有關(guān)專家共同對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在國家體育場鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的可行性與合理性進(jìn)行了深入的研究，從預(yù)應(yīng)力方案選擇、計(jì)算分析、用鋼量指標(biāo)、預(yù)應(yīng)力索與錨具材料的可靠性、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、構(gòu)件加工制作、預(yù)應(yīng)力索敷設(shè)與張拉、建筑效果、工期、造價(jià)等方面，對(duì)采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的合理性進(jìn)行論證。 在設(shè)計(jì)過程中分別考慮了3種整體布索和3種局部布索方案。采用通用大型有限元分析軟件Ansys。當(dāng)設(shè)置采用預(yù)應(yīng)力索后，主桁架下弦構(gòu)件的拉力降低幅度較大，主桁架上弦的壓力也有所增大，上、下弦構(gòu)件內(nèi)力增長幅值大致相同。施加預(yù)應(yīng)力前后，主桁架腹桿的內(nèi)力變化不大，主桁架的撓度減

19、小。采用預(yù)應(yīng)力索后，結(jié)構(gòu)的總用鋼量比未采用預(yù)應(yīng)力索時(shí)略有增加。其主要原因如下： (1)在本工程中，適于布置預(yù)應(yīng)力索的主桁架的數(shù)量較少，可以有效施加預(yù)應(yīng)力的僅有8榀，所占比例較小，預(yù)應(yīng)力的效果比一般的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)小。(2)由于建筑外觀的要求，預(yù)應(yīng)力索的位置不能超出主桁架弦桿高度的范圍，預(yù)應(yīng)力索曲線的矢高較小，使預(yù)應(yīng)力的效率大大降低。(3)為了保證構(gòu)件具有一定的延性，主桁架弦桿箱形構(gòu)件的壁厚不宜小于20mm，很多下弦構(gòu)件采用最小壁厚。設(shè)置預(yù)應(yīng)力索后，雖然下弦的內(nèi)力有較大幅的降低，但其截面尺寸很難再進(jìn)一步減小。同時(shí)，施加預(yù)應(yīng)力將使主桁架跨中上弦桿壓力值增大。因此，很難在減小用鋼量方面取得預(yù)期的效果。 布置預(yù)應(yīng)力索的主桁架結(jié)構(gòu)剛度較大，內(nèi)力也相應(yīng)增大，而其它未布置預(yù)應(yīng)力索的主桁架的內(nèi)力將有所下降。通過對(duì)構(gòu)件截面優(yōu)化調(diào)整，這一趨勢(shì)會(huì)更加明顯，在桁架之間形成主次關(guān)系，內(nèi)力向部分布置了預(yù)應(yīng)力索的桁架轉(zhuǎn)移，錨具的可靠性對(duì)結(jié)構(gòu)的