懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式

單曲面單層懸索結(jié)構(gòu)單曲面雙層懸索結(jié)構(gòu)雙曲面單層懸索結(jié)構(gòu)雙曲面雙層懸索結(jié)構(gòu)交叉索網(wǎng)結(jié)構(gòu)第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第九章懸索結(jié)構(gòu)但不論何種形式，都必須采取有效措施保證屋蓋結(jié)構(gòu)在風(fēng)載、地震載作用下具有足夠剛度和穩(wěn)定性。邊緣構(gòu)件建筑造型一、單層索系結(jié)構(gòu)1、單曲面單層懸索結(jié)構(gòu)（也稱單層平行索系）：由許多單根拉索組成，表面為筒狀凹面。優(yōu)點：傳力明確，構(gòu)造簡單。缺點：屋面穩(wěn)定性差。第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第九章懸索結(jié)構(gòu)索的水平拉力不能在上部結(jié)構(gòu)實現(xiàn)自平衡。因此，一般采用下列方式處理懸索端的拉力：A、通過具有足夠抗側(cè)剛度的豎向承重結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)。B、拉索在柱頂改變方向直接通過拉錨傳至基礎(chǔ)。C、通過剛性水平構(gòu)件集中傳至抗側(cè)力墻（利用山墻受壓或設(shè)置扶壁實現(xiàn)力的平衡）

垂度一般取?＝（1/20～1/50）L

世界上最早的單層索是1956年建成的德國烏柏特市游泳館屋蓋。

第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第九章懸索結(jié)構(gòu)碟形懸索傘形懸索2、雙曲面單層懸索結(jié)構(gòu)（單層輻射索系）

通常用于圓形建筑平面。單層索網(wǎng)輻射狀布置形成圓形或橢圓形平面。整個屋面形成一個旋轉(zhuǎn)曲面。拉索的一端支承在周邊柱頂?shù)沫h(huán)梁上，另一端支承在中心內(nèi)環(huán)梁上或柱上。烏拉圭蒙特維多體育館第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第九章懸索結(jié)構(gòu)3、單層網(wǎng)狀布置索系：網(wǎng)狀布置的單層索系形成下凹的雙曲平面，兩個方向的索一般呈正交布置，可用于圓形，矩形等各種平面。用于圓形平面時，與輻射式布置相比，省去了中心拉環(huán)，但邊緣構(gòu)件的彎矩大于輻射式布置，其屋面板規(guī)格較統(tǒng)一。第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第九章懸索結(jié)構(gòu)二、雙層懸索體系：由一系列位于同一平面內(nèi)（也可不在同一平面內(nèi)）的承重索和曲率相反的穩(wěn)定索組成。優(yōu)點：穩(wěn)定性好，整體剛度大，自重輕，節(jié)約材料，適用于采用輕屋面和輕質(zhì)高強的保溫材料。1966.建成的世界上第一個雙層索系結(jié)構(gòu)—瑞典斯德哥爾摩約翰尼紹夫滑冰場屋蓋第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第九章懸索結(jié)構(gòu)1、單曲面雙層拉索體系（也稱雙層平行索系）：承重索與穩(wěn)定索在同一平面，也可不在同一平面（后者有利于屋面排水），雙層索系的兩端仍必須錨固在側(cè)邊構(gòu)件上或通過錨索固定于基礎(chǔ)上。第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第九章懸索結(jié)構(gòu)76.8x67.4，建筑面積8456㎡，可容納觀眾4013席。屋蓋結(jié)構(gòu)采用了平行布置的預(yù)應(yīng)力空間雙層懸索體系，承重索與穩(wěn)定索沿短向并相互錯開半個柱距布置。吉林滑冰館1986第九章懸索結(jié)構(gòu)第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第九章懸索結(jié)構(gòu)第三節(jié)懸索結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式第九章懸索結(jié)構(gòu)2、雙曲曲面雙層層懸索結(jié)結(jié)構(gòu)（雙雙層輻射射索系））均沿輻射射方向布布置，周周邊支承承在受壓壓的外環(huán)環(huán)梁上（（可設(shè)置置一道或或兩道）），一般般中心設(shè)設(shè)置受拉拉內(nèi)環(huán)梁梁（內(nèi)環(huán)環(huán)梁受力力復(fù)雜，，耗費鋼鋼材)。。由于承重重索與穩(wěn)穩(wěn)定索的的關(guān)系不不同，雙雙層拉索索體系形形成的屋屋面形狀狀有凸、、凹、凸凸凹形等等，其中中凸與凸凸凹形對對屋面排排水有利利。第九章懸懸索索結(jié)構(gòu)第三節(jié)懸懸索索結(jié)構(gòu)的的結(jié)構(gòu)形形式第九章懸懸索索結(jié)構(gòu)3、網(wǎng)狀狀布置的的雙層懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)雙曲面雙雙層懸索索結(jié)構(gòu)常常用的平平面形式式：圓形形、橢圓圓形、正正多邊形形平面。。1961年2月月為舉辦辦第26屆世乒乒賽興建建的.北京市市建筑筑設(shè)計計研究究院設(shè)設(shè)計，，國內(nèi)內(nèi)首次次采用用車輻輻式雙雙層懸懸索結(jié)結(jié)構(gòu)。。建筑平平面為為圓形形、直直徑94m，建建筑面面積42000㎡，，可容容納觀觀眾15000席。。屋蓋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)采用用了圓圓形雙雙層懸懸索體體系，，由鋼鋼懸索索、邊邊緣構(gòu)構(gòu)件和和內(nèi)環(huán)環(huán)三部部分組組成。。北京工人體體育館第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)2mX2m的鋼筋混混凝土外環(huán)環(huán)梁第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)三、交叉索索網(wǎng)體系（（鞍形索網(wǎng)網(wǎng)）由兩組正交的、曲率相反的拉索直接疊交組成。其曲曲面為雙曲曲拋物面。。索系中下凹者為承承重索，上上凸者為穩(wěn)穩(wěn)定索。鞍形懸索屋屋蓋剛度大大，可以采采用輕屋面，屋面排水水容易處理理，它適用用于各種形形狀的建筑筑平面，應(yīng)應(yīng)用廣泛。。第三節(jié)懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形形式第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)前南斯拉夫夫萊士科瓦瓦克紡織博博覽館第三節(jié)懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形形式第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)鞍形索網(wǎng)根根據(jù)建筑平平面的不同同，索網(wǎng)的的邊緣構(gòu)件件的形式有有如下幾類類：（1）、閉閉合空間曲曲梁：圓形形和橢圓形的雙曲曲拋物面索索網(wǎng)多采用用這種形式。空空間的曲梁梁可以設(shè)柱柱支承，也可直直接放置在在承重墻上上。這種邊緣構(gòu)構(gòu)件，索內(nèi)內(nèi)水平力的的分量由閉合曲曲梁承擔(dān)，，形成自平平衡體系不下傳傳。第三節(jié)懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形形式第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)（2）、空空間框架：：菱形平面面雙曲拋物物面索網(wǎng)的的邊緣構(gòu)件件，即為由由直梁組成成的空間框框架。第三節(jié)懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形形式第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)（3）拱：：由于拱主主要以軸向向壓力抵抗抗外荷作用用，因此，，其作為鞍鞍形索網(wǎng)的的邊緣構(gòu)件件比較合理理。兩拱傾斜交交叉不直接接落地時，，要在交叉叉點設(shè)置剪剪力墻、扶扶壁柱或斜斜框架等以以將交叉叉點處推力力傳至基礎(chǔ)礎(chǔ)。第三節(jié)懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形形式第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)1952.美國雷里里體育館，，世界上第第一個現(xiàn)代代房屋懸索索結(jié)構(gòu)，91.5××91.5近圓形西柏林議會會廳第三節(jié)懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形形式第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)西柏林議會會廳第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)（4）柔性性邊緣構(gòu)件件：即同樣樣用拉索作作為邊緣構(gòu)構(gòu)件。一種種受拉型的的邊緣構(gòu)件件。第三節(jié)懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形形式第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)不論哪種形形式的邊緣緣構(gòu)件，都都需要有足足夠強大的的截面，為為了既滿足足受力較大大的邊緣構(gòu)構(gòu)件自身的的強度要求求；更是為為了保證索索網(wǎng)具有必必要的剛度度，不致產(chǎn)產(chǎn)生過大的的變形。一．采用重重屋面:即即通過加加重屋面荷荷載（如：：采用鋼筋筋混凝土屋屋面板、增增加吊頂重重量等）的的方法。當(dāng)當(dāng)屋蓋自重重超過最大大風(fēng)吸力1.1～1.3倍時時，即是安安全的，屋屋面不會被被掀起。第四節(jié)懸懸索屋蓋蓋的剛度第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)二．預(yù)應(yīng)力力方案：靠增加屋蓋蓋自重即使使保證了結(jié)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性性，仍不能能確保屋面面剛度與抗抗裂性。1、1957年烏拉拉圭蒙特維維多體育館館，碟形懸懸索屋蓋。。第四節(jié)懸懸索屋蓋蓋的剛度第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)2、對懸索索施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力：這種種方案較合合理。3、預(yù)應(yīng)力力橫向加勁勁單層索系系：此種結(jié)結(jié)構(gòu)型式不不但受力合合理，用料料經(jīng)濟，而而且施工比比較方便。。第四節(jié)懸懸索屋蓋蓋的剛度第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)橫向加勁單單層索系的的三個工作作階段第四節(jié)懸懸索屋蓋蓋的剛度第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)安徽省體育育館我國在世界界上首先成成功地將預(yù)預(yù)應(yīng)力橫向向加勁單層層索系應(yīng)用用于工程實實踐。1989安徽徽省體育館館。建筑面面積19200㎡，，可容納觀觀眾6500席。平平面為不等等邊的六邊邊形，縱向向長84m，橫向最最寬69m。懸索沿沿長向布置置，索跨72m，垂垂度4.5m，索距距1.5m。，每根根索由5根根7￠5mm的鋼鉸鉸線組成。。橫向采用用梯形鋼桁桁架，間距距6m。屋屋蓋總用鋼鋼量22kg/㎡。。施工時，，桁架與柱柱頂留有間間距（計算算得出），，桁架支座座處同步采采用千斤頂頂，采用反反壓的方式式將桁架兩兩端強迫下下壓到柱頭頭。第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)安徽省體育育館第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)蘇聯(lián)莫斯科科奧運會游游泳館勁性索結(jié)構(gòu)構(gòu)：以具有一定定抗彎剛度度的曲線形形實腹或格格構(gòu)式構(gòu)件件來替代柔柔索的懸掛掛結(jié)構(gòu)。橢圓平面軸軸線尺寸126×104m。。承重結(jié)構(gòu)構(gòu)為兩個斜斜置的、跨跨度為120m的鋼鋼與鋼筋混混凝土組合合截面雙鉸鉸拱，拱體體截面2××3.3m，由12～20㎜㎜鋼板焊成成開口箱形形，箱體內(nèi)內(nèi)澆注C40混凝土土。勁性索采用用槽鋼平行行弦平面桁桁架形式，，截面高度度2.5m第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)本章學(xué)習(xí)要要點：1.掌握懸懸索結(jié)構(gòu)的的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)形式及其其應(yīng)用范圍圍2.掌握索索結(jié)構(gòu)的特特點和組成成3.掌握懸懸索結(jié)構(gòu)的的剛度和穩(wěn)穩(wěn)定性問題題的處理方方法第四節(jié)懸懸索屋蓋蓋的剛度第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)作業(yè)：1.試分析圖示示兩種不同同的索網(wǎng)布布置方式中中，其邊緣緣構(gòu)件的受受力狀態(tài)。。第四節(jié)懸懸索屋蓋蓋的剛度第九章懸懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)中國建研院院空間結(jié)構(gòu)構(gòu)研究所－－懸索結(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)展史史三．改變索索系：1．改并列列索系為輻輻射索系2．改單層層索系為雙雙層索系3．改單向向索系為雙雙向索系四、懸索結(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺缺點1、優(yōu)點：：（1）．受受力合理，，節(jié)省材料料。――（2）．能能跨越很大大地跨度而而不需中間間支承，從從而形成很很大地建筑