悬索结构

第二节 悬索结构的组成和受力特点
一、悬索结构的组 成： • 索网：多股钢绞 线、钢丝绳； • 边缘构件：梁、 拱或桁架 • 支承结构：钢筋 混凝土立柱，框 架结构。
第二节 悬索结构的组成和受力特点
二、索网的基本力学原理 （1）中心受拉构件 （2）索的支座反力
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平行布置形式
幅射式及网状布置形式
上索既是稳定索，又直接承 载 a)双层内环梁 b)双层外环梁 c)双层内外环梁 d)单层外环梁网状布置 e)双层外环梁网状布置
鞍形索网布置形式
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第三节 悬索结构的型式与建筑实例
• 东京代代木国立综合体育馆（64年奥运 会球类馆、游泳馆）
日本著名建筑师丹下健三的作品，包括一座游泳馆和一 座球类馆，两座体育馆都采用悬索结构，游泳馆平面有如两 个错置的新月形，球类馆平面如蜗牛形。代代木体育馆采用 新型结构，又具有独特的日本风格，因而受到广泛赞誉.
现代悬索桥
组成：主缆、塔架、加 劲梁和锚碇。 荷载传递：桥面－吊索 －主缆－基础
施工特点
4、竣工
1、主塔施工 2、主缆 施工
3、桥面施工
大贝尔特东桥
主缆施工
锚碇施工
第一节 悬索结构的特点
悬索结构的概念
悬索结构由受拉索、边缘构件和下部支承构件所
组成。如图所示，拉索按一定的规律布置可形成各种
不同的体系，边缘构件和下部支承构件的布置则必须 与拉索的形式相协调，有效地承受或传递拉索的拉力。 拉索一般采用由高强钢丝组成的钢绞线、钢丝绳 或钢丝束，边缘构件和下部支承构件则常常为钢筋混
凝土结构。
第一节 悬索结构的特点
• 单索结构是平面结构体系；悬索结构是空 间结构体系。
悬索结构的特点：
（1）主要受力构件是“索”，索网只受轴向拉 力，即无弯矩、也无剪力；
（2）结构自重小，用料省，强度大，适用大跨 度结构，造型美等优点 ； （3）采用合理的支座型式，抵抗拉索的水平反 力； （4）支座是索网的必要边缘构件。
1 特点 轴向拉伸抵抗外荷作用，充分利用钢材强度 施工方便，费用低 便于建筑造型
2 单层悬索结构：
平行布置形式(跨度可达80m，德国多特蒙特一展览厅， 1956)
水平梁 承受悬索拉力 水平梁和框架一起 承受悬索拉力
悬索直接 锚挂于框架
斜拉索将 悬索拉力 拉向地锚
幅射式布置(适用于圆形，椭圆形平面)
游泳场馆内景 建筑剖面图、总平面图
代代木游泳馆正面
代代木游泳馆入口
• 美国耶鲁大学冰球馆
建筑师沙里宁设计，1958年建成。冰球馆采用悬索结构，钢索 挂在中间一道拱形脊梁和周边的梁圈上。场内可容纳3000名观众。 冰球馆的外形象一只海龟似的甲壳动物。
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第三节 悬索结构的型式与建筑实例
二、车轮形悬索结构
北京工人体育馆
建于1961年，是我国悬索结构的代表作。屋盖形如自行 车轮，圆形屋盖采用车幅式双层悬索体系，直径达94m。
体育馆平面图 体育馆剖面图
第三节 悬索结构的型式与建筑实例
三、马鞍形悬索结构
第四节 悬索结构的柔性和屋面材料
一、最大特点 • 轻（30kg/m2，而薄壳达150kg/m2） • 软（被风掀起，可能产生共振） 二、如何扬长避短 • 选择合理的结构选型：双曲面悬索结构比 单曲面型的刚度和稳定性都较好； • 对悬索施加预应力。 三、屋面材料 • 轻质板材：木板、铝合金板、塑料板、轻 质混凝土板、钢丝网水泥板等。
悬索结构
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内容:
第一节 悬索结构的特点 第二节 悬索结构的组成和受力特点 第三节 悬索结构的型式与建筑实例 第四节 悬索结构的柔性和屋面材料
悬索桥
是一种古老桥型。早期 制索材料为藤条、竹子、 皮革、铁链等。至今我 国四川灌县安澜竹索桥 仍保持着原始的风貌。
建于公元1705年的四川 大渡河的泸定铁索桥， 主跨达103m，很可能 是当时世界跨度最大的 悬索桥。 该桥已属于第一批国家 保护的重要文物。
下凹双曲率碟形屋面 不便于排水，最大的 碟形屋面：美国阿拉 美达比赛馆，跨径 128m(1967)
伞形屋面 最大的伞形屋面： 前苏联伊利姆斯克 汽车库，跨径206m
受拉内环采用钢制，受压外环采用钢筋混凝土制作。可比平行布 置做到较大跨度。
网状布置形式(适用于圆形，矩形等平面)
两向索正交布置 屋面板规格统一 边缘构件弯矩大 于幅射式布置
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第二节 悬索结构的组成和受力特点
（3）索的拉力
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第二节 悬索结构的组成和受力特点
三、边缘构件的内力分 析

水平和垂直方向受弯 (图11－2)
四、柱子是受压构件
五、锚拉绳是受拉构件

锚固基础也是设计重 点
第三节 悬索结构的型式与建筑实例
一、单向悬索结构
设计要点 单层悬索体系垂跨比经验取值： 1/201/10 加强形状稳定性的措施： 采用重屋面 采用预应力钢筋混凝土悬挂薄壳 采用横向加劲构件
3 双层悬索结构
一般形式 由下凹的承重索，上凸的稳定索及它们之间的连系杆组成 承重索垂跨比一般取1/201/15 ，稳定索拱跨比一般取 1/201/25