悬索结构说课材料.ppt

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1、悬索结构悬索结构的类型BasicTypesofCable-suspendedStructures1.单层悬索加重屋面Single-LayerCableSystemwithHeavy(R.C.)Slabs2.预应力“悬挂薄壳”Pre-stressed“SuspendedShell”3.预应力双层索系Double-LayerCounter-StressedCableSystem4.预应力索网Pre-stressedCableNet5.劲性悬索Suspended“RigidCables”6.横向加劲平行索系——索-梁(桁)体系Paralle

2、lCablesStiffenedwithTransverseBeamsorTrusses7.索-拱体系Cable-ArchSystem悬索结构的分析设计理论与常规结构相比有很大区别，不能为大多数设计人员所掌握，成为目前限制该类结构不能得到广泛应用的主要原因之一。并且，尽管悬索结构的施工并不复杂，但是一般的施工单位对其并不熟悉，专业的悬索施工队伍也很少，这也是影响该类结构应用的重要原因。悬索屋盖的组成悬索屋盖由三部分组成：悬索系统（索系）、支承系统和覆盖系统。悬索系统是悬索屋盖中跨越水平距离的主要承重构件。它由一系列按一定规律布置的高强

3、度索组成，起着承担屋面荷载并将其传至支承结构的作用。支承系统由圈梁或水平横梁和压杆、立柱或斜拱等构件组成。它承受着悬索系统传来的荷载，并将它们可靠地传至基础。支承结构的合理性和可靠性直接影响着整个屋盖结构的经济与安全。覆盖系统一般位于索系之上，由檩条、彩板、保温防水材料或钢筋混凝土预制板组成。其作用是形成一个保温、隔热、防水的屋面，完成屋盖的建筑功能。在一些情况下如单层索体系屋盖中也可对索施加预应力形成自平衡体系而实现其结构功能。1.单层索系加重屋面设置重屋面的作用——使均布重力荷载具有优势，以保证初始形状的相对稳定性。Single-

4、layerCableSystemwithheavyslabs,inwhichthesuperiorityofuniformdeadloadensuresthebasicshape-stability.单层悬索体系又可以分为以下三种：（1）单向单层悬索体系是由一系列的承重单索构成的结构体系。此类悬索结构形式常适用于矩形平面的建筑屋盖，可以是单跨，也可以用于多跨。图6.3-2a单向单层悬索体系（2）辐射式单层悬索体系（图6.3-2b）。是由一系列的沿径向辐射布置的承重索组成，通常适用于圆形平面的建筑屋盖。（3）双向单层悬索体系（图6.3-

5、2c），是由两个方向相交（或正交）并曲率方向相同的承重索系构成，可以适用于圆形、矩形等多种平面的建筑屋盖。图6.3-2c双向单层悬索体系1—1图6.3-2b辐射式单层悬索体系112.悬挂薄壳——单层重屋面体系的进一步演进。SuspendedShell-thefurtherdevelopmentofsingle-layercablesystemwithheavyslabs.(1)挂屋面板Hangslabs(2)加超载，然后灌缝Overloadingandthenfilltheseams(3)缝结硬后卸去超载，形成悬挂薄壳Unloadin

6、gtoformapre-stressedshell单层悬索体系通常做成悬挂薄壳的形式，以加强屋面刚度，提高抗风掀起性能，此时屋面也参与结构作用。德国乌柏特市游泳馆ASwimmingHallinGerman结构剖面StructuralCross-Section双层悬索体系双层悬索屋盖的基本构成单元是索桁架（图6.3-3）。索桁架承重索、稳定索和联系承重索和稳定索的腹杆组成，其中，负高斯曲率的为承重索，正高斯曲率的为稳定索。正是由于承重索和稳定索曲率相反，其通过腹杆传递的预应力可以互相平衡，因此索桁架中能维持预应力。正是由于预应力的存在，

7、稳定索能和承重索一起抵抗竖向荷载的作用，从而提高整个结构的刚度。在动荷载作用下，这种体系也具有很好的抗震性能。根据索桁架的平面布置方式，双层悬索体系可以分为三种形式：图6.3-3索桁架的一般形式对主索来说，预应力的作用同重屋面是相似的Theeffectofpre-stressestothemaincableissimilartothatoftheslabload.（1）单向双层悬索体系，是由一系列平行布置的索桁架组成。通常索桁架的承重索与稳定索位于同一水平面内（图6.3-4a），但也有将其交错布置的做法，以提高屋盖的纵向整体稳定性和刚

8、度（图6.3-4b）。图6.3-4单向双层悬索体系a）b）平面双索系统实例ExamplesofPlaneDouble-CableSystem荷兰鹿特丹体育馆德国法兰克福技术检查局机动车检修场瑞典斯德哥尔摩约翰尼绍夫滑冰场