悬索结构的结构形式

单曲面单层悬索结构单曲面双层悬索结构双曲面单层悬索结构双曲面双层悬索结构交叉索网结构第三节悬索结构的结构形式第九章悬索结构但不论何种形式，都必须采取有效措施保证屋盖结构在风载、地震载作用下具有足够刚度和稳定性。边缘构件建筑造型一、单层索系结构1、单曲面单层悬索结构（也称单层平行索系）：由许多单根拉索组成，表面为筒状凹面。优点：传力明确，构造简单。缺点：屋面稳定性差。第三节悬索结构的结构形式第九章悬索结构索的水平拉力不能在上部结构实现自平衡。因此，一般采用下列方式处理悬索端的拉力：A、通过具有足够抗侧刚度的竖向承重结构传至基础。B、拉索在柱顶改变方向直接通过拉锚传至基础。C、通过刚性水平构件集中传至抗侧力墙（利用山墙受压或设置扶壁实现力的平衡）

垂度一般取ƒ＝（1/20～1/50）L

世界上最早的单层索是1956年建成的德国乌柏特市游泳馆屋盖。

第三节悬索结构的结构形式第九章悬索结构碟形悬索伞形悬索2、双曲面单层悬索结构（单层辐射索系）

通常用于圆形建筑平面。单层索网辐射状布置形成圆形或椭圆形平面。整个屋面形成一个旋转曲面。拉索的一端支承在周边柱顶的环梁上，另一端支承在中心内环梁上或柱上。乌拉圭蒙特维多体育馆第三节悬索结构的结构形式第九章悬索结构3、单层网状布置索系：网状布置的单层索系形成下凹的双曲平面，两个方向的索一般呈正交布置，可用于圆形，矩形等各种平面。用于圆形平面时，与辐射式布置相比，省去了中心拉环，但边缘构件的弯矩大于辐射式布置，其屋面板规格较统一。第三节悬索结构的结构形式第九章悬索结构二、双层悬索体系：由一系列位于同一平面内（也可不在同一平面内）的承重索和曲率相反的稳定索组成。优点：稳定性好，整体刚度大，自重轻，节约材料，适用于采用轻屋面和轻质高强的保温材料。1966.建成的世界上第一个双层索系结构—瑞典斯德哥尔摩约翰尼绍夫滑冰场屋盖第三节悬索结构的结构形式第九章悬索结构1、单曲面双层拉索体系（也称双层平行索系）：承重索与稳定索在同一平面，也可不在同一平面（后者有利于屋面排水），双层索系的两端仍必须锚固在侧边构件上或通过锚索固定于基础上。第三节悬索结构的结构形式第九章悬索结构76.8x67.4，建筑面积8456㎡，可容纳观众4013席。屋盖结构采用了平行布置的预应力空间双层悬索体系，承重索与稳定索沿短向并相互错开半个柱距布置。吉林滑冰馆1986第九章悬索结构第三节悬索结构的结构形式第三节悬索结构的结构形式第九章悬索结构第三节悬索结构的结构形式第九章悬索结构2、双曲曲面双层层悬索结结构（双双层辐射射索系））均沿辐射射方向布布置，周周边支承承在受压压的外环环梁上（（可设置置一道或或两道）），一般般中心设设置受拉拉内环梁梁（内环环梁受力力复杂，，耗费钢钢材)。。由于承重重索与稳稳定索的的关系不不同，双双层拉索索体系形形成的屋屋面形状状有凸、、凹、凸凸凹形等等，其中中凸与凸凸凹形对对屋面排排水有利利。第九章悬悬索索结构第三节悬悬索索结构的的结构形形式第九章悬悬索索结构3、网状状布置的的双层悬悬索结构构双曲面双双层悬索索结构常常用的平平面形式式：圆形形、椭圆圆形、正正多边形形平面。。1961年2月月为举办办第26届世乒乒赛兴建建的.北京市市建筑筑设计计研究究院设设计，，国内内首次次采用用车辐辐式双双层悬悬索结结构。。建筑平平面为为圆形形、直直径94m，建建筑面面积42000㎡，，可容容纳观观众15000席。。屋盖盖结构构采用用了圆圆形双双层悬悬索体体系，，由钢钢悬索索、边边缘构构件和和内环环三部部分组组成。。北京工人体体育馆第九章悬悬索结构构2mX2m的钢筋混混凝土外环环梁第九章悬悬索结构构三、交叉索索网体系（（鞍形索网网）由两组正交的、曲率相反的拉索直接叠交组成。其曲曲面为双曲曲抛物面。。索系中下凹者为承承重索，上上凸者为稳稳定索。鞍形悬索屋屋盖刚度大大，可以采采用轻屋面，屋面排水水容易处理理，它适用用于各种形形状的建筑筑平面，应应用广泛。。第三节悬悬索结构构的结构形形式第九章悬悬索结构构前南斯拉夫夫莱士科瓦瓦克纺织博博览馆第三节悬悬索结构构的结构形形式第九章悬悬索结构构鞍形索网根根据建筑平平面的不同同，索网的的边缘构件件的形式有有如下几类类：（1）、闭闭合空间曲曲梁：圆形形和椭圆形的双曲曲抛物面索索网多采用用这种形式。空空间的曲梁梁可以设柱柱支承，也可直直接放置在在承重墙上上。这种边缘构构件，索内内水平力的的分量由闭合曲曲梁承担，，形成自平平衡体系不下传传。第三节悬悬索结构构的结构形形式第九章悬悬索结构构（2）、空空间框架：：菱形平面面双曲抛物物面索网的的边缘构件件，即为由由直梁组成成的空间框框架。第三节悬悬索结构构的结构形形式第九章悬悬索结构构（3）拱：：由于拱主主要以轴向向压力抵抗抗外荷作用用，因此，，其作为鞍鞍形索网的的边缘构件件比较合理理。两拱倾斜交交叉不直接接落地时，，要在交叉叉点设置剪剪力墙、扶扶壁柱或斜斜框架等以以将交叉叉点处推力力传至基础础。第三节悬悬索结构构的结构形形式第九章悬悬索结构构1952.美国雷里里体育馆，，世界上第第一个现代代房屋悬索索结构，91.5××91.5近圆形西柏林议会会厅第三节悬悬索结构构的结构形形式第九章悬悬索结构构西柏林议会会厅第九章悬悬索结构构（4）柔性性边缘构件件：即同样样用拉索作作为边缘构构件。一种种受拉型的的边缘构件件。第三节悬悬索结构构的结构形形式第九章悬悬索结构构不论哪种形形式的边缘缘构件，都都需要有足足够强大的的截面，为为了既满足足受力较大大的边缘构构件自身的的强度要求求；更是为为了保证索索网具有必必要的刚度度，不致产产生过大的的变形。一．采用重重屋面:即即通过加加重屋面荷荷载（如：：采用钢筋筋混凝土屋屋面板、增增加吊顶重重量等）的的方法。当当屋盖自重重超过最大大风吸力1.1～1.3倍时时，即是安安全的，屋屋面不会被被掀起。第四节悬悬索屋盖盖的刚度第九章悬悬索结构构二．预应力力方案：靠增加屋盖盖自重即使使保证了结结构稳定性性，仍不能能确保屋面面刚度与抗抗裂性。1、1957年乌拉拉圭蒙特维维多体育馆馆，碟形悬悬索屋盖。。第四节悬悬索屋盖盖的刚度第九章悬悬索结构构2、对悬索索施加预应应力：这种种方案较合合理。3、预应力力横向加劲劲单层索系系：此种结结构型式不不但受力合合理，用料料经济，而而且施工比比较方便。。第四节悬悬索屋盖盖的刚度第九章悬悬索结构构横向加劲单单层索系的的三个工作作阶段第四节悬悬索屋盖盖的刚度第九章悬悬索结构构安徽省体育育馆我国在世界界上首先成成功地将预预应力横向向加劲单层层索系应用用于工程实实践。1989安徽徽省体育馆馆。建筑面面积19200㎡，，可容纳观观众6500席。平平面为不等等边的六边边形，纵向向长84m，横向最最宽69m。悬索沿沿长向布置置，索跨72m，垂垂度4.5m，索距距1.5m。，每根根索由5根根7￠5mm的钢铰铰线组成。。横向采用用梯形钢桁桁架，间距距6m。屋屋盖总用钢钢量22kg/㎡。。施工时，，桁架与柱柱顶留有间间距（计算算得出），，桁架支座座处同步采采用千斤顶顶，采用反反压的方式式将桁架两两端强迫下下压到柱头头。第九章悬悬索结构构安徽省体育育馆第九章悬悬索结构构苏联莫斯科科奥运会游游泳馆劲性索结构构：以具有一定定抗弯刚度度的曲线形形实腹或格格构式构件件来替代柔柔索的悬挂挂结构。椭圆平面轴轴线尺寸126×104m。。承重结构构为两个斜斜置的、跨跨度为120m的钢钢与钢筋混混凝土组合合截面双铰铰拱，拱体体截面2××3.3m，由12～20㎜㎜钢板焊成成开口箱形形，箱体内内浇注C40混凝土土。劲性索采用用槽钢平行行弦平面桁桁架形式，，截面高度度2.5m第九章悬悬索结构构本章学习要要点：1.掌握悬悬索结构的的各种结构构形式及其其应用范围围2.掌握索索结构的特特点和组成成3.掌握悬悬索结构的的刚度和稳稳定性问题题的处理方方法第四节悬悬索屋盖盖的刚度第九章悬悬索结构构作业：1.试分析图示示两种不同同的索网布布置方式中中，其边缘缘构件的受受力状态。。第四节悬悬索屋盖盖的刚度第九章悬悬索结构构中国建研院院空间结构构研究所－－悬索结结构发展史史三．改变索索系：1．改并列列索系为辐辐射索系2．改单层层索系为双双层索系3．改单向向索系为双双向索系四、悬索结结构的优缺缺点1、优点：：（1）．受受力合理，，节省材料料。――（2）．能能跨越很大大地跨度而而不需中间间支承，从从而形成很很大地建筑