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第八章悬索结构第一节概述一．悬索结构的发展概况：二．悬索结构的适用范围：60～100M左右的体育馆、展览馆、会议厅等大型公共建筑。
目前，索结构的跨度已达160M。
――三、结构的关键问题：1．屋面刚度――刚柔是完全相对的，但必须做到索柔而屋面刚。
――对于单根柔索。
而多根柔索组合使用。
因此，悬索屋盖必须要有足够的刚度，既能保持其原有形状，又能使各索共同受力工作，且限制屋面变形不能过大，不致使屋面防水层开裂而影响使用。
2．结构的稳定性：柔索只能单向受力，即荷载q必须与悬索的垂度f同向，若反向（如：风吸力、地震荷载等），则其形状立即失去稳定，根本无能力反向荷载，非常危险严重者甚至屋盖局部被掀起或完全揭顶。
因此，刚度与稳定是悬索的首要问题，应二者结合起来予以考虑。
3．共振：风载与地震具有随机性。
悬索自身像绷紧的弦，会产生振动，一旦发生共振，房屋即遭破坏，故必须避免屋盖产生共振。
这个问题在桥梁建筑中尤为重要（――）。
4．悬索结构支座拉力的结构处理：这一问题与拱脚推力结构问题同等重要，若悬索支承拉力无可靠着落点，则悬索结构屋盖将全部报废。
第二节悬索结构的组成及受力特点一．悬索结构的组成：1．受拉索：一般采用高强钢丝组成的钢铰线、钢丝绳和钢丝束。
钢拉索按一定的规律布置可形成各种不同的体系，是结构的主要承重构件。
其特点是只承受拉力，抗弯刚度很小。
因此，对集中荷载及不均匀的分布荷载（风、地震荷载）比较敏感。
2．边缘构件和支承结构：拉索结构都设有支承在下部支承结构上的边缘构件，它的细微变化，都会引起拉索内力的变化；支承结构除了承受竖向力以外，还承受拉索传来的横向拉力。
因此，要求具有较强的侧向结构。
一般说来，拉索自身的用钢量很小，而边缘构件和支承结构却要耗费较多的材料。
二．悬索的基本力学原理：1．拉索是一个中心受拉构件，既无弯矩，也无剪力。
由于索本身是一个非常柔软的构件，抗弯刚度可忽略不计，而且其形状随荷载的性质不同而变化。
悬索结构理论与应用研究1、悬索结构概况1.1悬索结构的概念悬索结构是由柔性受拉索、边缘构件及下部支撑构件所形成的承重结构。
索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢绞线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。
悬索结构能充分利用高强材料的抗拉性能，具有跨度大、自重小、材料省、易施工。
1.2 悬索结构的发展历程世界上现代最早的悬索结构——Raleigh体育馆于1953年由美国结构工程师塞弗德和建筑师诺威基所设计，是一个鞍型正交索网结构。
其平面近似圆形，尺寸为91.5m×91.5m，索网支承在一对与地面成20°倾角的抛物线拱上，两抛物线拱脚由设置预应力混凝土拉杆的倒置V形支架进行支承。
斜拱的周边以间距2.4米的钢柱支承，立柱兼作门窗的竖框，形成了以竖向分割为主、节奏感很强的建筑造型。
1962年瑞典工程师贾维斯在斯德哥尔摩滑冰馆中首先采用了索桁架结构，这种平面双层索系结构很快在世界各国得以广泛应用。
1967年前苏联在列宁格勒建成列宁格勒纪念体育馆，其平面为圆形车辐式索桁架，直径达93m，索桁架的高跨比为1/17，这在当时被列为世界上巨型体育建筑之一。
2、悬索结构的特点2.1 悬索结构的优点（1）悬索结构通过索的轴向受拉来抵抗外荷载的作用，可以最充分地利用钢材的强度并可减轻结构自重。
因而，悬索结构是大跨度结构的主要结构形式。
跨度越大，经济效果越好。
（2）用钢量低，对于悬挂屋盖，当结构跨度小于150m，屋盖悬索的用钢量一般小于10kg/m2，但下部支撑结构材料用量加大。
（3）悬索结构施工比较方便，钢索自重小，屋面构件一般也较轻，安装屋盖时不需要大型起重设备，施工时不需要大量脚手架，也不需要模板，因而，与其他结构形式比较，施工费用相对较低。
（4）适应性强，造型美观。
悬索结构适应各种建筑平面和外形轮廓，利用曲线索，采用不同的支承形式，可方便的创造出各种新颖独特的建筑造型。
2.2 悬索结构的缺点（1）悬索屋盖结构的稳定性较差。
悬索结构
悬索结构，是⽐较理想的⼤跨度结构形式之⼀，在桥梁中被⼴泛应⽤。
⽬前，悬索屋盖结构的跨度已达160m，主要⽤于体育馆、展览馆中。
悬索结构的主要承重构件是受拉的钢索，钢索是⽤⾼强度钢绞线或钢丝绳制成。
1）悬索结构的受⼒特点
悬索结构包括三部分：索、边缘构件和下部⽀承结构。
索⾮常柔软，其抗弯刚度忽略不计。
索的形状随荷载性质⽽变。
索是中⼼受拉构件，既⽆弯矩也⽆剪⼒。
⽔平反⼒为H，⽅向是向外的。
索的拉⼒取决于跨中的垂度，，垂度越⼩拉⼒越⼤。
索的垂度⼀般为跨度的1／30.索的合理轴线形状随荷载的作⽤⽅式⽽变化。
2）悬索的类型及实例
悬索结构可分为单曲⾯与双曲⾯两类。
单曲拉索体系构造简单，屋⾯稳定性差。
双曲拉索体系，它由承重索和稳定索组成。
⽀承结构可以有很多种，如框架、拱等。
北京⼯⼈体育馆，为圆形悬索结构，可容纳15000名观众。
⽐赛⼤厅直径94m，周围为四层框架结构，宽7．5m，主要为附属⽤房及休息廊。
