建筑结构选型 专题5索结构

wenku.baidu.com穹顶内景
仁川综合运动场
张拉式膜结构
蔚山文竹体育场
斜拉钢结构体系
结构剖面
西归埔足球场
斜拉钢结构 +膜结构屋面
结构示意图
静冈袋井体育场
拉索式悬挑钢结构 + 膜结构屋面
结构剖面
结构细部（后拉索）
丰田体育场
固定屋盖—斜拉式钢结构
可开启屋盖—钢骨架支承膜屋面
结构示意图
内景（关闭状态）
3、索的疲劳 索有其疲劳寿命 超过疲劳寿命后索内线材开始断裂 疲劳寿命取决于索内应力幅值和工作条 件，如脉动风会使索产生变幅度应力 优先选用自由转动的索端头，而不是具 有一定转动刚度的端头。

4、索的弯曲
弯曲过度导致内圈线材应力松弛，
外圈线材挤向内圈。 索的最小弯曲直径运输中取30D,安 装工作后应取大于30D(D索直径）
2、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
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
２、不确定因素考虑
（1）周边结构刚度的影响 （2） 周边混凝土结构收缩、徐变对预应 力索结构内力的影响。 （3）温度对周边结构的影响 (4) 预应力索网结构对周边结构具有较大的 拉力,在进行周边结构设计计算时应予以 考虑,圆形周边结构是较佳的结构形式。
东京代代木体育馆悬索结构(1964)
结构示意图
专题五——索结构
“索”是受拉单元的统称
独龙 河上 的藤 网桥
慕尼黑奥林匹克体育场索网结构（1972）
亚特兰大体育馆索穹顶（1996）
日本明石海峡大桥—1999年建成， 1991米跨
一、索结构的特点
通过施加预应力提供结构的初始刚度 通过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
外景局部
慕尼黑奥林匹克体育中心（1972）
慕尼黑奥林匹克体育场索网结构（1972）
看台内景
看台挑蓬索网示意图
慕尼黑溜冰馆索网结构（1972）
结构示意图
索网节点
卡尔加里滑冰馆鞍形索网结构（1986）
索网安装完毕
索网网格平面图
屋面板安装
亚特兰大体育馆索穹顶（1996）
索穹顶结构示意图
二、索结构的分类
单层索结构 双层索结构

1、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)
水平梁和框架一起 承受悬索拉力
水平梁 承受悬索拉力
斜拉索将 悬索拉力 拉向地锚
悬索直接 锚挂于框架
幅射式布置形式(适用于圆形，椭圆形平面)
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)
鞍形索网布置形式
a)
3、 一些典型建筑
单层悬索
德国乌柏特市游泳馆
德国多特蒙特展览大厅
前苏联克达斯若牙尔斯克车库
日本古川市民会馆
双层悬索
瑞典斯德哥尔摩约翰尼绍夫滑冰场
芬兰赫尔辛基冰上运动场
德国法兰克福机动车检修场
罗马尼亚布加勒斯特文体宫
鞍形索网
前南斯拉夫莱士科瓦克纺织博览馆
加拿大卡尔加里滑冰馆
五、小结
索结构是将主要荷载转化为拉索拉力， 并传递给边缘构件。 索结构是用拉力构件，强力拉紧而成的 结构体系。跨度越大所需的拉力越大。 支撑结构受力大，一般是屋盖总垂直荷 载的2－3倍。 索内只产生拉应力，不必考虑屈曲问题。

作业
索结构的受力特点（优缺点）。 对未来的某一超级大跨结构进行结构构 思。
三、索的构成、材料及性能
1、索的组成：钢丝束、钢铰线、钢丝绳。 结构用索一般为全钢索，且为较粗的线 材制造。
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2、索的材料：
钢索的弹性模量一般为147—190KN/mm2 索的线膨胀系数一般为：3.9E-5/℃
5、设计取值
试验表明，张紧索在工作应力小于
0.55N/A的范围内可认为具有恒定的 弹性模量。 动力荷载引起的振动效应会使索卸 载甚至松弛，因此索应尽量具有较 高的工作应力。
四、索结构工程实践
索网结构布置图
１、结构体系 平面预应力索网结构，平面尺寸为 30m ×30m ,正交斜放,网格大小为1 .4m ×1. 4m ,周边节点距离为2 m ,上、下弦间 距为1 .5m ,初步选定上、下弦预应力筋A = 300mm2 , E = 1.7 ×10E5MPa ;竖向腹 杆为钢管;斜向腹杆为圆钢,双向布置。上、 下弦索张拉锚固于周边混凝土结构.

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，矩形等各种平面)
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
单层索网结构的设计要点
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： 1）采用重屋面 2）采用预应力钢筋混凝土大型屋面板 3） 混凝土悬挂薄壳 4） 采用横向加劲构件