索結(jié)構(gòu)

《建筑學(xué)名詞》第二版。 2100433B

由拉索作為主要承重構(gòu)件而形成的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系。

《索結(jié)構(gòu)典型工程集(上冊(cè))》從設(shè)計(jì)特點(diǎn)、施工特點(diǎn)、施工模擬分析和施工過程監(jiān)測(cè)等方面，以圖文并茂的方式展現(xiàn)我國(guó)索結(jié)構(gòu)建造技術(shù)近十年的發(fā)展。所選工程均是參編者直接參與施工或咨詢的工程?！端鹘Y(jié)構(gòu)典型工程集(上冊(cè))》既是一本寶貴的索結(jié)構(gòu)工程資料集，也可為工程技術(shù)人員應(yīng)用索結(jié)構(gòu)技術(shù)提供借鑒。

懸索結(jié)構(gòu)能充分利用高強(qiáng)材料的抗拉性能，可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工。中國(guó)是世界上最早應(yīng)用懸索結(jié)構(gòu)的國(guó)家之一，在古代就曾用竹、藤等材料做吊橋跨越深谷。明朝成化年間（1465～1487年）已用鐵鏈建成霽虹橋。近代的懸索結(jié)構(gòu)，除用于大跨度橋梁工程外，還在體育館、飛機(jī)庫、展覽館、倉庫等大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)中應(yīng)用 。

懸索按受力狀態(tài)分成平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。

懸索結(jié)構(gòu)平面懸索結(jié)構(gòu)

主要在一個(gè)平面內(nèi)受力的平面結(jié)構(gòu)，多用于懸索橋和架空管道。按結(jié)構(gòu)形式分為：①單層懸索結(jié)構(gòu)。可用做柔式懸索橋，也可用于屋蓋，結(jié)構(gòu)剛度較小，在可變荷載作用下變形較大，宜在索上鋪設(shè)重屋面。②加勁式單層懸索結(jié)構(gòu)。通過在索下面若干吊桿吊有加勁桁架（或加勁梁），以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。③雙層懸索結(jié)構(gòu)。其上索與下索曲率相反，并通過其間的受拉斜腹桿中施加預(yù)應(yīng)力而具有較好的剛度。

懸索結(jié)構(gòu)空間懸索結(jié)構(gòu)

一種處于空間受力狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，多用于大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)中。按結(jié)構(gòu)形式分為：①圓形單層懸索結(jié)構(gòu)（圖1a）。用于圓形平面的屋蓋，其索按輻射狀布置，整個(gè)屋面形成下凹的旋轉(zhuǎn)曲面。各根索的外端固定于周邊的鋼筋混凝土圈梁上，內(nèi)端固定于圓心附近的拉環(huán)上。當(dāng)圓心處允許設(shè)柱時(shí)，可形成傘形懸索結(jié)構(gòu)（圖1b）。②圓形雙層懸索結(jié)構(gòu)（圖1c）。其外形與上述結(jié)構(gòu)類似，只是有上下兩層索，從而可以有不同布置形式的預(yù)應(yīng)力拉桿以增強(qiáng)剛度。中國(guó)北京工人體育館直徑94米的比賽大廳屋蓋即采用了這種結(jié)構(gòu)形式（圖2）。其圓心附近的拉環(huán)除承受環(huán)向拉力外，在豎直方向還承受壓力。③雙向正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。由互相正交的兩組索組成。下凹的一組為承重索,上凸的一組為穩(wěn)定索,兩組索形成負(fù)高斯曲率的曲面。對(duì)其中一組索施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，另一組索也同時(shí)獲得預(yù)應(yīng)力的效果。通過施加預(yù)應(yīng)力，可使兩組索在屋面荷載作用下始終貼緊，且獲得良好的剛度。這種索網(wǎng)可用于橢圓平面、矩形平面、菱形平面或其他平面的屋蓋。意大利米蘭體育館屋蓋采用了圓形平面的馬鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu),直徑140米，是世界上最大的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。中國(guó)浙江省人民體育館屋蓋采用80×60米橢圓平面的馬鞍形索網(wǎng)，其索端固定于一個(gè)空間曲梁上。為了減小曲梁內(nèi)的彎矩，在索網(wǎng)下還設(shè)置了一層水平拉索。

除上述懸索結(jié)構(gòu)外，工程中還常用斜拉索結(jié)構(gòu)，如斜張橋和斜拉索屋蓋。這種斜拉索主要是用來減小屋面或橋面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的跨度，以滿足整個(gè)結(jié)構(gòu)的大跨度要求和達(dá)到節(jié)省材料的目的。

隨著卷材薄鋼板的發(fā)展，近年來，有的國(guó)家采用懸掛板帶結(jié)構(gòu)。如聯(lián)邦德國(guó)法蘭克福航空港飛機(jī)庫的屋蓋，平面尺寸達(dá)270×100米，分為兩跨，每跨由10條長(zhǎng)13米、寬7.5米的板帶組成，板帶之間用3米寬的采光帶隔開。

除上述各種懸索外，還有一種結(jié)構(gòu)是利用鋼索來吊掛混凝土屋蓋的，這種結(jié)構(gòu)叫懸掛式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：充分利用鋼索所具有的抗拉特點(diǎn)，而減小鋼筋混凝土屋蓋所承受的彎曲力。日本代代木體育館，采用高張力纜索為主體的懸索屋頂結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出帶有緊張感、力動(dòng)感的大型內(nèi)空間。

在各種形式的懸索結(jié)構(gòu)中，索的邊緣構(gòu)件及地錨的合理性和可靠性具有極其重要的意義，在一定程度上決定著結(jié)構(gòu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和安全。