钢结构多次预应力可靠性优化理论研究项目摘要

针对预应力钢结构的新体系，研究多次预应力控制的主要因素与机理，预应力钢结构的端部构造优化设计，多次预应力和加载益优化、加载次序优化，预应力加载程度优化的表达方式，适合多次预应力特点的结构图形优化构造，钢结构多次预应力可靠性优化理论算法及模型实验。为北京奥运会体育场馆提供新型预应力钢结构的优化设计理论及方法基础。 2100433B

预应力技术古已有之，乃先人藉此改善生活用具性能，加固补强劳作工具的一种工艺。如撑起布伞（引入预应力）可以防雨挡风，木桶套箍（引入预应力）可以耐久防漏等。但在现代钢结构中引入预应力却是近50年的国情。人们在钢结构承重体系中有意识地引入应力以抵消荷载应力，调整内力峰值，增强结构刚度及稳定性，改善结构其它属性以及利用预应力技术创建新体系的都可称之为预应力钢结构 。

预应力钢结构发展迅猛的主要原因是：

符合结构发展趋势，满足更大、更轻、更好的技术要求。

任何结构体系、计算理论、新型材料、施工工艺发展前进的终极目标总是要求结构物能跨度大些、自重轻些、性能好些。钢结构同比混凝土结构，砖结构具有比容重轻，比强度高加工性好，施工快捷等优点。钢结构与预应力技术结合后，优点更为突出。预应力钢结构设计理论完全符合钢结构成型理论中。“兼并功能”、“材料集中使用”、“建立张力体系”、“引入预应力”、“提高抗震性”等诸多原则，发展成为工程结构学科中的优秀体系。

符合加工批量化、构件商品化、施工装配化的现代工业生产规律。

预应力钢结构的构件皆可在工厂生产与组装，在工地组拼成部件或整体，屋盖体一次吊装就位。将现场制造工地转变为装配工地，将空中作业转换为地面作业，可以进行安全、快速的文明施工。

符合《可持续发展》原则，《绿色生态》要求及现代特征。

节制对自然资源的索取与消耗，节约对不可再生能源的开发与利用是现代经济建设中应当遵守的理念。预应力钢结构中材料可以合理使用、节约使用、反复使用、循环使用，它十分符合《可持续发展》原则。钢材属于无害，无污染可回收再生使用的“绿色建材”，不危害生态环境。现代新材料围护结构依附于预应力钢结构之上，造型新颖、多姿多彩，极富现代气息 。

预应力钢结构（prestressed steel structure）是指在结构上施加荷载以前，对钢结构或构件用特定的方法预加初应力，其应力符号与荷载引起的应力符号相反；当施加荷载时，以保证结构的安全和正常使用。结构或构件先抵消初应力，而且还应考虑预应力的作用，然后再按照一般受力情况工作的钢结构称为预应力钢结构 。