空间结构体系（PPT102）

空间结构体系系空间结构能适适应不同跨度度、不同支承承条件的各种种建筑要求。。形状上也能能适应正方形形、矩形、多多边形、圆形形、扇形、三三角形以及由由此组合而成成的各种形状状的建筑平面面，同时，又又有建筑造型型轻巧、美观观、便于建筑筑处理和装饰饰等特点。大跨度空间结结构体系主要要包括网架、、网壳结构、、悬索结构和和索膜结构。。1网架及网网壳结构空间网架及网网壳是一种空空间网格结构构，它以大致致相同的格子子或尺寸较小小的单元重复复组成，实质为一种空空间受力的桁桁架结构，与与平面结构比比较，由于在在荷载作用下下三向受力，，避免了在平平面结构中的的层层传力现现象，且结构构的刚度也较较平面结构高高。空间结构中以以网架和网壳壳结构应用最最广，分为：：平板网架———平板型的空空间网格结构构；网壳——曲面面型的空间网网格结构。1.1网架及网壳结结构的特点（1）三维受受力、能承受受来至各个方方向的荷载；；（2）网架结结构系高次超超静定结构，，整体性及稳稳定性好、空间刚度度大；（3）体系稳稳定、抗震性性能好，在7度及7度以以下地区可不进行抗震震验算；（4）结构高高度小（约是是平面桁架高高度的2/3、自重轻、节约钢材材；（5）杆件及及配套零件规规格化、便于于工业化生产产，但制造精精度要求高；；（6）适应性性强、平面布布置灵活。1.2平板式空间网网架的形式平板网架无论论在设计、计计算、构造还还是施工制作作等方面均较较为简便，可可适用于大、、中、小各种种跨度的屋盖盖结构体系。。网架结构的形形式较多。按按结构组成，，通常分为双双层或三层网网架；按支承承情况分，有有周边支承、、点支承、周周边支承与点点支承混合、、三边支承一一边开口等形形式；按网架架组成情况，，可分为由两两向或三向平平面桁架组成成的交叉桁架架体系、由三三角锥体或四四角锥体组成成的空间桁架架角锥体系等等等。按结构组成分分类（1）双层网网架由上、下两个个平放的平面面桁架作弦杆杆层，上、下下两弦杆层间间设有腹杆层层相互联系。。上、下层的的杆件称为网网架的上弦杆杆、下弦杆，，位于两层之之间的杆件称称为腹杆。网网架通常采用用双层。（2）三层网网架由三个弦杆层层以及层间的的两层腹杆杆杆件组成。一一般用于跨度度及荷载较大大时，也可用用于局部加强强。按支承情况分分类（1）周边支支承网架网架的所有节节点均搁置在在柱或梁上，，因传力直接接、受力均匀匀，是采用较较多的一种形形式。当网架周边支支承于柱顶时时，网格宽度度可与柱距一一致。网架周边支承承于圈梁时，，网格的划分分比较灵活，，可不受柱距距的约束。（2）点支承网架点支承网架可可置于四个或或多个支承上上。a图称为四点支支承网架，b图称为多点支支承网架。（a）（b）点支承网架主主要用于大柱柱距工业厂房房、仓库以及及展览厅等大大型公共建筑筑。由于支承承点较少，支支点反力较大大。为了使通通过支点的主主桁架及支点点附近的杆件件内力不致过过大，宜在支支承点处设置置柱帽以扩散散反力。点支支承网架周边边应有适当悬悬挑以减少网网架跨中挠度度与杆件的内内力。(3)周边支承与点点支承混合网网架在点支承网架架中，当周边设有维维护结构和抗风柱时，，可采用周边支承与点点支承混合的形式。这这种支承方式适用于工工业厂房和展览厅等公公共建筑。(4)三边支承或两两边支承网架架由于建筑功能能的要求，需需要在一边或或两对边上开开口，因而使使网架仅在三三边或两对边边上支承，另另一边或两对对边处理成自自由边。自由由边的存在对对网架的受力力是不利的,为此一般应应对自由边作作出特殊处理理。普遍的做法是是，在自由边边附近增加网网架的层数（（见a图），或者在在自由边加设设托梁、托架架（见图b）。对中、小型网网架亦可选择择增加网架高高度或局部加加大杆件截面面等方法。按网格组成分分类1交叉桁架架体系这类网架由若若干平面桁架相互交交叉组成。竖向平面桁架架的形式与一般平面桁架架相似，根据平面桁架布布置方式及交角的不同，，可分为几种形式。（1）两向正正交正放网架架两向正交正放放网架的构成成特点是：两两个方向的平平面桁架垂直直交叉，且分分别与边界方方向平行。这这种网架的上上、下弦平面面呈正方形，，基本单元为为六面体，属属几何可变。。为保证结构构的几何不变变性以及增加加空间刚度，，应适当设置置水平支撑，，以有效传递水平力。。对周边支承承网架，水平支撑宜在在上弦或下弦弦网格内沿周边设置置；对点支承承网架，水平支撑则应应在通过支承承点的主桁架附近设设置。两向正交正放放网架的受力力状况取决于于平面尺寸及及支承情况。。对于周边支支承、正方形形平面的网架架，其受力类类似于双向板板。两向正交正放放网架沿两个个方向的杆件件内力差别不不大，受力比比较均匀。但但随着边长比比的变化，单单向传力作用用渐趋明显，，两方向杆件件内力差别也也随之加大。。对于点支承承网架，支承承附近的杆件件及主桁架跨跨中弦杆的内内力最大，其其它部位杆件件的内力很小小。两向正交正放放网架适用于于正方形或接接近正方形以以及狭长矩形形的建筑平面面。（2）两向正正交斜放网架架两向正交斜放放网架的构成成特点是：两两个方向的竖竖向平面桁架架垂直交叉，，且与边界成成45°夹角角。两向正交斜放放网架中平面面桁架与边界界斜交，各片片桁架长短不不一，靠近角角部的短桁架架相对刚度较较大，对与其其垂直的长桁桁架有一定的的弹性支承作作用，从而减减小了长桁架架中部的正弯弯矩。在周边边支承情况下下，它较两向向正交正放网网架刚度大、、用料省。对对矩形平面其其受力也较均均匀。当长桁桁架直通角柱柱时，四个角支座会会产生较大向向上拉力，设设计中应予注注意。如采用用图b所示布置方式式，拉力可由由两榀桁架承承受。适用于正方形形和长方形的的建筑平面。。（3）三向网架三向网架的构构成特点是：：三个方向的的竖向平面桁架互成60°角斜向交交叉。在三向网网架中，上、、下弦平面的网网格均为正三角形，因此此这种网架是以若干稳定定的三棱体作为基本单元元所组成的几何不变体系系。2四角锥体体系这类网架以四四角锥为其组组成单元。网网架的上、下下弦平面均为正正方形网格，，上、下弦网格格相互错开半格使下弦弦平面正方形的四个顶顶点对应于上弦平面正正方形的形心，并以腹腹杆连接，即形成若干四四角锥体。正放四角锥网网架正放四角锥网网架的构成特点是是：以倒四角锥体为组组成单元，上、下弦杆均均与相应边界平行。正正放四角锥网架的上、、下弦节点均分别连接接八根杆件。正放四角锥网网架的杆件受受力比较均匀匀，空间刚度度较其它类型型四角锥网架架及两向网架架为好。当采采用钢筋混凝凝土板作屋面面板时，板的的规格单一，，便于起拱，，屋面排水相相对容易处理理。但因杆件件数目较多其其用钢量可能能略高些。正放四角锥网网架一般适用用于建筑平面面呈正方形或或接近于正方方形的周边支支承、点支承承（有柱帽或或无柱帽）大大柱距、以及及设有悬挂吊吊车的工业厂厂房与有较大大屋面荷载的的情况。正放抽空四角角锥网架构成特点：在在正放四角锥网架的基基础上，除周周边网格不动外外，适当抽掉掉一些四角锥单单元中的腹杆杆和下弦杆，使使下弦网格尺尺寸比上弦网格格尺寸大一倍倍。其受力与正交交正放交叉梁梁系相似。正放抽空四角角锥网架的杆杆件数目较少少，构造简单单，经济效果果好，起拱比比较方便。不不过抽空以后后，下弦杆内内力的均匀性性较差，刚度度比未抽空的的正放四角锥锥网架小些，，但能够满足足工程要求。。正放抽空四角角锥网架适用用于中、小跨跨度或屋面荷荷载较轻的周周边支承、点点支承以及周周边支承与点点支承混合等等情况。斜放四角锥网网架斜放四角锥网网架的构成特点：：以倒四角锥体为组成成单元，由锥底构成的的上弦杆与边界成45°夹角，而连接各锥顶顶的下弦杆则与相应边边界平行。斜放四角锥网网架上弦杆长长度比下弦杆杆长度小，在在周边支承的的情况下，通通常是上弦杆杆受压，下弦弦杆受拉，因因而杆件受力力合理。此外外，节点处汇汇交的杆件（（上弦节点六六根，下弦节节点八根）相相对较少，用用钢量较省。。周边支承的斜斜放四角锥网网架，在支承承沿周边切向向无约束时，，四角锥体可可能绕Z轴旋转而造成成网架的几何何可变，因此此必须在网架架周边布置刚刚性边梁；点点支承的斜放放四角锥网架架，可在周边边设置封闭的的边桁架。3三角锥网网架三角锥网架的的构成特点是：：以等腰三角锥体为为组成单元，由于三三角形的稳定性，因因而整体抗弯、抗扭扭刚度好。抽空三角锥网网架构成特点是：：在三角锥网架的的基础上，除周边网网格不动外，适当抽抽掉一些三角锥单元元中的腹杆和下弦杆杆。1.3网架几何不变变性分析网架结构在外外力作用下必必须是几何不不变体系，但但是许多形式式的网架就其其结构本身而而言是结构几几何可变的，，只有加上适适当的支座约约束后才成为为几何不变体体系。因此，，对网架的机机动分析非常常重要。网架几何不变变的必要条件件网架的力学模模型是一个铰铰接的空间杆杆系结构，因因为一个刚体体在空间的自自由度为6，，一个空间简简单铰的自由由度为3，故故网架任一节节点有3个自自由度。对于于具有J个节点m根杆件的网架架，支承于有有r根连杆的支座座上时，其几几何不变的必必要条件可由由下式计算：：m+r-3J0或m3J-r当m=3J-r时为静定结构，当当m>3J-r时为超静定结构，m<3J-r时为几何可变体系系。若将网架作为一个个刚体考虑，，则最少的支支座约束链杆杆数为6，即即上式中的r6。如网架不与支支座连接，仅仅考虑网架内内部是否几何何可变，则由由下式计算：：K=3J-m-6当K=0时，网架杆件件数恰好满足足其内部几何何不变的必要要条件；当K<0时，内部有多多余杆件；当当K>0时，内部几何何可变。网架几何不变变的充分条件件三角形是几何何不变的，因因此，以三根根不共面的杆杆件交出一个个新节点所构构成的网架单单元也为几何何不变体系。。当网架杆系系组成的形体体是由三角形形界面组成的的多面体时，，亦是几何不不变的。故对对网架结构几几何不变问题题的分析可变变成平面问题题进行。网架几几何可可变单单元可可通过过加设设杆件件或适适当加加设支支承链链杆使使其成成为几几何不不变体体系。。*用程序序计算算时，，如出出现挠挠度特特别大大等不不合理理情况况，则则该网网架有有可能能为几几何可可变。。1.4网架结结构的的设计计特点点（1））网架架结构构的选选型根据建建筑的的造型型、平平面形形状和和尺寸寸、支支承情情况、、荷载载大小小、屋屋面材材料等等综合合考虑虑。从材料料用量量考虑虑宜采采用：：斜放四四角锥锥正正放四四角锥锥两两向正正交正正放三向交交叉梁梁系以上型型式当当跨度度及荷荷载都都大时时较合合理，，刚度度也比比较大大。当当平面面为矩矩形时时两向向正交交斜放放与斜斜放四四角锥锥网架架最经经济。。从平面面形状状和大大小考考虑，，当为为周边边简支支时建建议：：①平平面为为方形形或接接近方方形、、中小小跨度度（60m)：两向正正交斜斜放、、正放放四角角锥、、斜放放四角角锥②平平面为为矩形形：两向正正交斜斜放或或斜放放四角角锥③平平面为为圆形形、正正多边边形、、扇形形：三向交交叉梁梁系或或三角角锥当为四四点支支承的的连续续网架架：两向正正交正正放或或正放放四角角锥。。（2））网架架结构构的网网格尺尺寸和和高度度网格大大小直直接影影响网网架的的经济济性，，应综综合考考虑。。网架架高度度应使使腹杆杆与弦弦杆的的夹角角在45左右右。（3））网架架结构构的杆杆件设设计杆件截截面：：圆钢钢管、、角钢钢、方方钢管管、H型钢等等。计算长长度：：螺栓栓球：：1.0l弦杆0.9l焊接球球：腹杆0.8l长细比比：压压杆180拉杆300（支支座及及附近近）、、400（（一般般）（4））网架架节点点设计计与构构造要要点网架杆杆件通通过节节点（（焊接接钢板板节点点、焊焊接空空心球球节点点、螺螺栓球球节点点、焊焊接短短钢管管节点点等））把杆杆件联联系在在一起起组成成空间间形体体。节节点上上汇交交的杆杆件数数量随随网格格形式式而不不同，，一般般812根根，至至少有有6根根。且且节点点的重重量一一般为为网架架总重重量的的20～25%，所所占用用钢量量的比比重较较大，，因节节点破破坏而而造成成工程程事故故的例例子也也不少少，所所以节节点设设计是是关键键。①焊接空空心球球节点点空心球球可分分为不不加肋肋和加加肋两两种，，用圆圆板经经压制制成型型作成成半球球，再再由两两个半半球对对焊而而成。。这种种节点点适用用于连连接钢钢管杆杆件。。节点点构造造是将将钢管管杆件件直接接焊接接连接接于空空心球球体上上，具具有自自动对对中和和‘万万向’’性质质。直径D为120～500mm的焊接接空心心球其其抗压压承载载力设设计值值Nc可按下下式计计算：：D─空心球球外径径（mm）；t─空心球球壁厚厚（mm）；d─钢管外外径（（mm）；ηc─受压空空心球球加肋肋承载载力提提高系系数，，加肋肋ηc=1.4，，不加肋肋ηc=1.0。。直径D为120～500mm的焊接接空心心球其其抗拉拉承载载力设设计值值Nt可按下下式计计算：：Nt─受拉空空心球球轴向向拉力力设计计值（（N）；f─钢管材材料强强度设设计值值（N/mm2）；ηt─受拉空空心球球加肋肋承载载力提提高系系数，，加肋肋ηt=1.1，，不加肋肋ηt=1.0。。一般空空心球球外径径D=（25～～45）t；空心球球壁厚厚t与钢管管最大大壁厚厚的比比值宜宜为1.2～2.0；另外外，空空心球球壁厚厚t不宜小小于4mm。在确定定空心心球外外径时时，球球面上上网架架相连连接杆杆件与与杆件件之间间的缝缝隙a不宜小小于10mm。空心球球直径径也可可初步步按下下式估估算：：D=（d1+d2+a）/θθ─汇集于于空心心球节节点任任意两钢管管杆件件间的的夹角角；d1、d2─组成θ角的钢钢管外外径；②螺栓球球节点点由螺栓栓、钢钢球、、销子子（或或止紧紧螺钉钉）、、套筒筒和锥锥头或或封板板组成成，适适用于于连接接钢管管杆件件。螺栓球球节点点的套套筒、、锥头头和封封板采采用Q235系列、、Q345系列钢钢材；；钢球采用用45号钢钢；螺栓、、销子子或止止紧螺钉钉采用用高强强度钢材材如45号号钢、、40B钢、40Cr钢、20MnTiB钢等。。螺栓直径一一般由网架架中最大受受拉杆件的的内力控制制，一个螺螺栓受拉承承载力设计计值按下式式计算：Ntb≤ψAeftbNtb─高强度螺栓栓的拉力设设计值（N）；ψ─螺栓直径对对承载力影影响系数；；当螺栓直直径小于30mm时，ψ=1.0；；当螺栓直径径大于等于于30mm时，ψ=0.93；Ae─高强度螺栓栓的有效截截面面积（（mm2）；即螺栓螺纹处处的截面积积；ftb─高强度螺栓栓经热处理理后的抗拉拉强度设计计值。钢球的加工工成型分为为锻压球和和铸钢球两两种。钢球球的直径大大小要满足足按要求拧拧入球体的的任意相邻邻两个螺栓栓不相碰条条件。螺栓栓直径根据据计算确定定后，钢球球直径D取下面两式式中的较大大值：③焊接钢钢板节点焊接钢板节节点一般由由十字节点点板1和和盖板2组成，，主要用于于杆件采用用角钢的网网架，杆件件与节点板板的连接可可以用焊接接，也可以以采用螺栓栓连接。其其受力情况况与角钢桁桁架的节点点板类似。④支座节点网架的支座座节点分为为压力支座座节点和拉拉力支座节节点两大类类。压力支支座中，平板压力支支座常用于于较小跨度的情情况；球铰铰压力支座可用用于大跨度度且带悬伸的四四支点或多多支点网架。单面弧形压压力支座适适用于中等等跨度；双双面弧形压压力支座适适用于大跨跨度。拉力力支座中，，较常用的的有平板拉拉力支座和和单面弧形形拉力支座座。支座出出现拉力情情况不多，，但在越来来越多地采采用轻质屋屋面维护材材料以后，，反号荷载载效应情况况应予充分分重视。板式橡胶支支座不仅可可以沿切向向及法向位位移，还可可绕两向转转动，较常常用于大跨跨及中等跨跨度的网架架。当支座座水平推力力较大时，，也可采用用橡胶支座座。1.5空空间网网壳结构的的形式网架结构的的受力是一一个受弯的的平板，而而网壳结构构就整体而而言则是一一个主要承承受膜内力力的壳体。。在大多数数情况下，，网壳被设设计为四边边简支，其其边界效应应就更小，，因此，同同等条件下下，一般网网壳结构较较网架结构构可节约钢钢材约20%。此外，网壳壳结构外型型美观，能能适应各种种复杂的建建筑造型需需要。壳体的型体体主要采用用典型曲面面，即几何何学曲面，，亦即不论论其曲面形形式如何，，总可以用用几何学方方程表达。。曲面可由位位于其主曲曲率方向的的正交曲线线坐标系来来定义，与与其相应的的曲率半径径表示为R1和R2。网壳结构中中常用的形形式有：（1）柱面面网壳柱面网壳按按其支承情情况和长度度分为短壳壳（L/R0.5））、中长壳（0.5<L/R2.5））、长壳（L/R>2.5））和筒壳。短壳常用单单波多跨的的形式，一一般沿长边边多点支承承，荷载沿沿两个方向向传递；长长壳多为端端部支承，，荷载沿长长度方向传传递，结构构主要起梁梁的作用，，常用多波波单跨的形形式；筒壳是在周周边节点上上均设支座座，受力性性能与单位位宽度的平平行拱类似似，由于其其受力较均均匀，空间间刚度大，，应用较广广。柱面网壳可可以采用单单层，也可可以采用双双层。单层柱面网网壳：（（a）联方型；（（b）单斜杆型；；（c）弗普尔型悉尼国际水水上运动中中心双层柱面网网壳正放四角锥锥抽空四角锥锥清华大学游游泳馆柱面网壳的的组合应用用——成渝渝高速路二二郎收费站站大英博物馆馆（2）球面面网壳当跨度较小小时可以采采用单层，，也可采用用双层。球面网壳的的网格分割割方法很多多，主要有有：联方型球面面网壳———无无纬向向杆肋环型球面面网壳联方型球面面网壳———有纬向杆凯威特型球球面网壳斯威德勒型型球面网壳壳蒙特利尔世博会球面网壳通通过一定形形式的切割割，还可以以切割出各各种不同的的平面形状状及造型。。重庆商学院院艺术学院院报告厅（（椭球壳））（3）双曲曲抛物面网网壳（扭壳壳）双曲抛物面面网壳在几几何学上的的特点是其其曲面的形形成方式属属移动式，，具有直纹纹性，即其其曲面是由由无数根斜斜交的直线组成。。通过一定的的组合，双曲曲抛物面网壳壳还可以发展展出不同的造造型。1.6网网壳结结构的内力力分析和设设计网壳结构的的分析不仅仅仅是强度度的分析，，通常还必必须包括刚刚度和稳定定性。在某某些条件下下，结构的的刚度和稳稳定性甚至至比强度更更为重要。。此外，在在既定荷载载下结构力力流的分析析、导向和和控制也与与结构外形形设计及刚刚度的分配配密切相关关。分析的基础础仍然是基基于经典弹弹性理论。。即：方法①连续化假定定——比拟拟为连续光光面实体薄薄壳的拟壳法；拟壳法将格构式的的球面、柱柱面或双曲曲抛物面网网壳比拟为为连续的光光面实体球球壳、柱壳壳或双曲抛抛物面薄壳壳。拟壳法按弹性薄壳壳理论分析析求得壳体体的内力和和位移，再再根据应力力值折算为为球面或柱柱面网壳的的杆件内力力，此法须须经过连续续化再离散散化的过程程。方法②离散化假定定——杆系系结构的矩阵位移法法或有限单单元法。矩阵位移法法或有限单单元法是将网格结结构离散为为各个单元元，分别求求得各单元元刚度矩阵阵及结构的的总刚度矩矩阵，根据据边界条件件修正总刚刚度矩阵后后求解基本本方程，以以得到各单单元节点的的位移进而而得到杆件件的内力。。（1）网壳壳结构的静静力特性影响网壳结结构静力特特性的因素素很多，主主要有：结结构的几何何外形、荷荷载类型及及边界条件件等。网壳的类型型和形式很很多，型式式不同的网网壳，结构构的变形规规律及内力力分布规律律相差甚远远。即使是是同一种型型式的网壳壳，当几何何外型尤其其是矢跨比比不同时，，都将有不不同的结构构反映。此此外，网壳壳结构是一一类边界条条件敏感型型的结构，，边界约束束条件的细细微变化将将有可能使使结构的静静力性能产产生相当的的变化。（2）网壳壳结构的刚刚度特性传统结构一一般仅对结结构的刚度度提出控制制性要求，，但对于网网壳结构（（包括大跨跨度结构）），还应进进行刚度设设计，因为为刚度将影影响网壳结结构的稳定定性能，同同时直接影影响结构的的静力特性性。刚度设计需需兼顾两方方面：①从释放放温度应力力及次应力力考虑：支支承及约束束应减弱或或设计得柔柔一些；②从结构构的稳定性性考虑：结结构应设计计得刚一些些。为兼顾此两两方面，设设计时需要要对结构进进行刚度调调整。（3）几何何参数对网网壳结构静静力性能的的影响影响网壳结结构静力特特性的几何何参数主要要有结构的的跨度S、矢跨比F/S及波跨比有有关（F为柱面网壳壳的矢高））。筒拱中内力力分布很不不均匀，当当矢跨比F/S很小时，结构构主要呈梁梁的作用，，跨中弯矩矩及轴力均均很大且轴轴力分布不不均；当矢矢跨比F/S很大时（如如接近半圆圆），各杆杆轴力较小小，拱轴方方向的弦杆杆在跨中区域域受压，在在边缘区域受受拉。矢跨比F/S与耗钢量W的关系跨跨度S与耗钢量W的关系（4）柱面面网壳的水水平推力圆柱面网壳壳由于环向力的作作用而产生生较大的水平平推力。水水平推力N的大小也与与矢跨比有关关。水平推力的的处理可采采用：①加水平平拉杆；②结构落落地；③增加下下部柱的柔柔度；④利用下下部结构吸吸收推力。。（5）网壳壳结构的稳稳定分析整体失稳网壳失稳局部失稳波状失稳条状失稳大波状失稳稳小波状失稳稳点失稳杆件失稳网壳结构的的典型失稳稳形式网壳结构的的稳定分析析，基础仍仍然是结构构稳定理论论，但由于于影响因素素较多，如如初始缺陷陷的影响、、多参数体体系的多重重临界点问问题、多种种工况下的的多重临界界点问题等等，对此的的研究尚不不足。目前前，基本上上只能进行行定性分析析。2索膜膜结构构承重结构的的基本承重重构件采用用受拉工作作的悬索或或张拉的薄薄膜，称为为悬索结构构或膜结构构。由于受受拉构件的的承载能力力决定于强强度而不是是稳定性，，因而能充充分发挥钢钢索和膜材材受拉工作作时强度高高、自重轻轻的特点。。同时，由由于覆盖材材料自重轻轻，使承重重结构的重重量较小，，因而悬索索结构和张张拉薄膜结结构更适合合于在大跨跨度结构中中使用。2.1悬悬索结结构悬索结构通通过索的轴轴向拉力抵抵抗外荷，，最早用于于桥梁，50年代开开始用于房房屋建筑，，用钢量一一般在10kg/m2以下，但支支承结构耗耗材较多。。（1）单层层悬索体系系特点：由许多平平行的单根根拉索组成成，拉索两两端悬挂在在稳定的支支承结构上上。单层悬索的的工作与单单根悬索相相似，是一一种可变体体系，在恒恒载作用下下呈悬链线线形式，在在不对称荷荷载或局部部荷载作用用下产生大大的位移（（机构性位位移）。索索的张紧程程度与索的的稳定性（（抵抗机构构位移的能能力）成正正比。单层悬索结构单层悬索结结构的抗风风能力差，，在风吸力力作用下悬悬索内的拉拉力下降，，稳定性进进一步降低低。单层悬索结结构宜采用用重屋面，，如装配式式钢筋混凝凝土板。另另一种方法法是设置横横向加劲梁梁。加劲梁梁的作用是是分配局部部荷载及将将索连成整整体。（2）双层层悬索体系系由一系列承承重索和相相反曲率的的稳定索组组成。每对对索之间通通过受拉钢钢索或受压压撑杆连系系，构成如如桁架形式式的平面体体系，称索索桁架。稳定索可以以抵抗风吸吸力的作用，同时时，相反曲曲率的稳定索和相应应的索杆能能对体系施加预应力力，使每对对索均保持足够大的的张紧力，，提高了整个结构的的稳定性。。悬索结构的的计算一般般按弹性理理论，假定定索是理想想柔性的，，既不能受受压，也不不能抗弯，，但承重索索和稳定索索之间的连连杆绝对刚刚性。在基基本假定的的基础上可可建立索曲曲线的平衡衡微分方程程，再根据据荷载及边边界条件求求出索的张张力。车幅式双层层索（3）混合合悬挂体系系采用柔性的的悬索体系系与刚性的的受弯构件件（梁、网网架、网壳壳、桁架等等）相结合合，可组成成共同抵抗抗外荷载的的各种混合合体系。此类结构或或用钢索悬悬挂其他构构件，或由由钢索对其其他构件提提供附加支支点，或用用刚性的构构件来加强强悬索的稳稳定性，以以减小不均均匀荷载作作用下的机机构性位移移。桥梁中中的斜拉桥桥和悬索桥桥也属于这这类混合体体系。5.4万座座，挑蓬外外挑50m，外环梁跨度度244m。浙江黄龙体体育中心体体育场吊塔及斜拉拉索2.2膜膜结构构一般钢结构构屋顶的屋屋面材料皆皆不承受结结构力。但但膜结构中中的膜本身身就承受活活荷载包括括风压、温温度应力等等，膜既是是覆盖物，，亦是结构构的一部分分。索膜建筑之之所以能满满足大跨度度自由空间间的技术要要求，最关关键的一点点就是其有有效的空间间预张力系系统。有人人把索膜建建筑称为““预应力软软壳”，预预张力使““软壳”各各个部分（（索、膜））在各种最最不利荷载载下的内力力始终大于于零（永远远处于拉伸伸状态）。。以材质分类类，结构膜膜有以下两两种:（1）平面不织织膜：由各各