悬索结构4.pptVIP

8 悬索结构 8.1 概述 定义 以一系列受拉钢索为主要承重构件，按照一定的规律组成各种不同形式的布置方式，并悬挂在边缘构件或支撑结构上而形成的一种空间结构。 8.1 概述 历史 最早应用于桥梁工程中 泸定桥，康熙年间 净跨100m，宽2.8m 8.1 概述 历史 最早应用于桥梁工程中 金门大桥，1937年，主跨1280m 8.1 概述 历史 最早应用于桥梁工程中 江阴长江大桥，1999年，主跨1385m 8.1 概述 历史 应用于建筑工程中 雷里竞技馆，1953年 8.1 概述 特点 1悬索结构受力合理，用料经济。 当采用高强度材料时，更可大大减轻结构自重，因而可以较经济地跨越很大的跨度。但悬索体系的文承结构往往需要耗费较多的材料，其用钢量均超过钢索部分。 2施工便捷、施工设施简单。 由于钢索自重很小，索的架设按装利用简便的施工机具便可完成，不需要大型起重设备和搭设大量脚手架，也不需要模板；还可利用架设好的钢索安装屋面材料 第一节 概述 特点 3适应性强，造型美观。 悬索结构适应于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，可方便地创造出各种新颖独特的建筑造型。 4与桁架、刚架、拱和网架等常规结构相比，悬索的荷载与位移、荷载与索力的关系曲线呈非线性。 5悬索结构的稳定性较差，是一种可变体系，其平衡形式随荷载分布方式而变化。 8.1 概述 特点 6悬索结构的形状稳定性，与悬索的张紧程度有关。 悬索内拉力愈大，其抵抗局部荷载引起的机构性位移的能力愈大，即形状稳定性愈好。 7悬索结构的边缘构件和下部支承体系必须具有一定的刚度和合理的形式，以承受索段巨大的水平拉力。 8.2 受力与变形特点 支座反力H 1与索的下垂度f成反比， 2与索的跨度l的平方成正比。 索的拉力 1与索的下垂度f成反比， 2与索的跨度l的平方成正比。 索的变形 索属于柔性构件，索内仅有拉力，无弯矩和剪力，抗弯刚度可以忽略不计。 索的形状随荷载的不同而改变。 8.3 悬索结构的形式 分类 按钢索的平面布置和索力的传递方向 单向悬索结构，双向悬索结构，轮辐式悬索结构 按几何形态 单曲面、双曲面悬索结构 按钢索的竖向布置方式 单层悬索结构，双层悬索结构，交叉索网。 1单层悬索结构 单层单向悬索结构 由一群平行走向的承重索组成，曲面下凹。 山东淄博体育馆，54m跨单层平行索系， 采用预加荷载方法使钢索与钢筋混凝土形成具有抗弯刚度的预应力悬挂薄壳。 单层辐射状悬索结构 悬索按辐射状布置，曲面下凹。排水不利。中间可设柱。 内环受拉，外环受压，并与悬索形成一自平衡体系。 山东淄博长途汽车站（圆形，跨径50m） 单层网状悬索结构 网状布置的单层索形成下凹曲面，索正交。 山东淄博化纤厂餐厅（30x30m） 1单层悬索结构 特点 单层悬索结构是一种几何可变体系。 单层悬索结构的稳定性与索的初始拉应力有关 抗风能力差 1单层悬索结构 拉索水平力的传递 通过竖向承重结构传至基础 1单层悬索结构 拉索水平力的传递 通过拉锚传至基础 1单层悬索结构 拉索水平力的传递 通过刚性水平构件传至抗侧力墙 1单层悬索结构 提高稳定性的措施 A采用重屋面，如装配式钢筋混凝土屋面板。 B采用预应力钢筋混凝土悬挂薄壳。 山东淄博体育馆，54m跨单层平行索系， 采用预加荷载方法使钢索与钢筋混凝土形成具有抗弯刚度的预应力悬挂薄壳。 C采用横向加劲构件 安徽体育馆，外包尺寸72m×53m不等边6角形， 长向采用单曲承重索，横向按柱距6m设置轻型钢屋架作为加劲构件，调整两端支座位移使索建立预应力 2双层悬索结构 组成 由一系列承重索和相反曲率的稳定索组成。 单曲面双层悬索结构 无锡体育馆(43m×40m)， 单曲面双层悬索结构，其上下索位于同一竖面内,承重索与稳定索在跨中交接，类似拉索衍架，受力属平面体系。 吉林冰球馆(76.8m×67.4m) ， 承重和稳定索不在同一竖面上，相互错开半个柱距，形成空间(立体)拉索桁架。在跨中间2/3范围内稳定索高于承重索，靠近两端稳定索则低于承重索。 2双层悬索结构 双层辐射状悬索结构 中心环环向受拉，也可以为不受拉构件。 稳定索不仅用于保持承重索的稳定性，而且直接承受屋面传来的荷载。 北京工人体育馆,1962年建成 屋盖采用直径94m的圆形双层轮辐式悬索结构，中央钢环直径16m，高11m，上下两层各有144束钢索， 目前仍是我国跨度最大的悬索屋盖结构。 成都城北体育馆（圆形，直径61m）,中心环不受拉。 2双层悬索结构 双层双向悬索结构 将平面索桁架沿相互正交的两个方向布置 在动荷载作用下，具有较好的抗震性能 预应力双层悬索结构 承重索下凹，稳定索上凸，均受拉。 外形与受力特点类似于承受横向荷载的传统平面桁架 具有良好的结构刚度和形状稳定性