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悬索结构广泛用于桥梁结构,用于房屋建筑则适用于大跨度建筑物,如体育建筑(体育馆、游泳馆大运动场等)、工业车间、文化生活建筑( 陈列馆杂技厅、市场等)及特殊构筑物等。
悬索结构在静荷载作用下的分析,首先要确定在初始荷载作用下整个结构的初始状态,然后计算在荷载增量、温度变化和索支点位移所引起的整个结构的内力和变形。悬索结构的初始状态是指在初始荷载(包括自重和预应力)作用下的平衡位置,可通过索的各点坐标和索内拉力的水平分量确定。初始状态一般需要经过多次试算选定。索网结构可按离散的计算模型进行分析;对于索间距较小的正交索网结构,也可按连续的计算模型,即假设为一个没有剪切刚度的各向异性薄膜进行分析。悬索结构具有几何非线性的性质,即在各阶段荷载作用下,无论是内力或变形均与荷载呈非线性关系。当采用离散方法分析悬索结构时会得出非线性代数方程组。采用连续方法分析时则得出非线性微分方程。对于双曲抛物面正交索网也可采用能量原理进行分析。悬索结构当跨度较大而又较柔时宜考虑风振效应,进行动态分析。
悬索结构施工中要注意索的防腐处理和端头锚固的可靠性(见悬索屋盖施工)。
悬索按受力状态分成平面结构和空间结构。
主要在一个平面内受力的平面结构,多用于悬索桥和架空管道。按结构形式分为:①单层悬索结构。可用做柔式悬索桥,也可用于屋盖,结构刚度较小,在可变荷载作用下变形较大,宜在索上铺设重屋面。②加劲式单层悬索结构。通过在索下面若干吊杆吊有加劲桁架(或加劲梁),以增强结构的刚度。③双层悬索结构。其上索与下索曲率相反,并通过其间的受拉斜腹杆中施加预应力而具有较好的刚度。
一种处于空间受力状态的结构,多用于大跨度屋盖结构中。按结构形式分为:①圆形单层悬索结构(图1a)。用于圆形平面的屋盖,其索按辐射状布置,整个屋面形成下凹的旋转曲面。各根索的外端固定于周边的钢筋混凝土圈梁上,内端固定于圆心附近的拉环上。当圆心处允许设柱时,可形成伞形悬索结构(图1b)。②圆形双层悬索结构(图1c)。其外形与上述结构类似,只是有上下两层索,从而可以有不同布置形式的预应力拉杆以增强刚度。中国北京工人体育馆直径94米的比赛大厅屋盖即采用了这种结构形式(图2)。其圆心附近的拉环除承受环向拉力外,在竖直方向还承受压力。③双向正交索网结构。由互相正交的两组索组成。下凹的一组为承重索,上凸的一组为稳定索,两组索形成负高斯曲率的曲面。对其中一组索施加预应力时,另一组索也同时获得预应力的效果。通过施加预应力,可使两组索在屋面荷载作用下始终贴紧,且获得良好的刚度。这种索网可用于椭圆平面、矩形平面、菱形平面或其他平面的屋盖。意大利米兰体育馆屋盖采用了圆形平面的马鞍形索网结构,直径140米,是世界上最大的索网结构。中国浙江省人民体育馆屋盖采用80×60米椭圆平面的马鞍形索网,其索端固定于一个空间曲梁上。为了减小曲梁内的弯矩,在索网下还设置了一层水平拉索。
除上述悬索结构外,工程中还常用斜拉索结构,如斜张桥和斜拉索屋盖。这种斜拉索主要是用来减小屋面或桥面结构构件的跨度,以满足整个结构的大跨度要求和达到节省材料的目的。
随着卷材薄钢板的发展,近年来,有的国家采用悬挂板带结构。如联邦德国法兰克福航空港飞机库的屋盖,平面尺寸达270×100米,分为两跨,每跨由10条长13米、宽7.5米的板带组成,板带之间用3米宽的采光带隔开。
除上述各种悬索外,还有一种结构是利用钢索来吊挂混凝土屋盖的,这种结构叫悬挂式结构,其特点是:充分利用钢索所具有的抗拉特点,而减小钢筋混凝土屋盖所承受的弯曲力。日本代代木体育馆,采用高张力缆索为主体的悬索屋顶结构,创造出带有紧张感、力动感的大型内空间。
在各种形式的悬索结构中,索的边缘构件及地锚的合理性和可靠性具有极其重要的意义,在一定程度上决定着结构的技术经济指标和安全。
悬索结构屋面中,哪种容易变形? A. 单层单曲面悬索结构 B. 双曲鞍形悬索结构 C. 轮辐式悬索结构 D. 双
D你想说的是双层悬索结构吧?还应该有一种交叉式索网结构,要是论哪种索结构容易变形的话,首先就应该考虑的是单层悬索结构,因为双层悬索结构比单层索结构最大的优势,就是双层悬索结构上部的承重索,下部是稳定索...
悬索结构通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载(作用),可以最充分地利用高强度钢材的承载能力,大大减轻结构的自重,较经济地跨越很大的跨度。是大跨度结构的主要结构形式。用钢量低。对于悬挂屋盖,当结构跨度小于150...
悬索屋顶有好多种构造,具体的要根据你的要求设计,还是找专业人设计吧
悬索结构能充分利用高强材料的抗拉性能,可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工。中国是世界上最早应用悬索结构的国家之一,在古代就曾用竹、藤等材料做吊桥跨越深谷。明朝成化年间(1465~1487年)已用铁链建成霁虹桥。近代的悬索结构,除用于大跨度桥梁工程外,还在体育馆、飞机库、展览馆、仓库等大跨度屋盖结构中应用 。
新型结构常常与正确使用、维护有关,而国家的法律、规范常常重建轻管,致使许多使用中的问题解决无依据,费用无作落。导致部分项目竣工多年后产生问题一直得不到解决。因此建议把使用问题纳入设计规范考虑,从源头解决。至少设计人员在设计文件中提出使用有关的问题及解决的原则性方案,便于纳入预算,或为后续使用创造条件 。
悬索结构代表建筑
南京长江三桥 南京长江三桥, 是长江 南京段继南京长江大桥、二桥之后建设的又一座跨江通道, 2005 年 10 月,三桥建成通车。 南京三桥位于现南京长江大桥上游约 19km 处的大胜关附近,横跨长江两岸,南与南京绕城 公路相接, 北与宁合高速公路相连, 全长约 15.6km,其中跨江大桥长 4.744km,主桥采用主 跨 648m 的双塔钢箱梁斜拉桥,桥塔采用钢结构,为国内第一座钢塔斜拉桥,也是世界上第 一座弧线形钢塔斜拉桥。 浙江黄龙体育中心主体育场 工程概况 主体育场(Main Stadium )浙江省新建的大型体育场, 系省重点工程项目, 总用地面积 15 公顷总建筑面积近 10 万平方米,该工程于 1997 年 6 月启 动建设 2000 年 10 月建成并投入使用。 该体育场是座建筑造型新颖, 设施 齐全、设备先进的现代化体育场,可容纳观众近 6 万人 。 结构类型及特点 观众
悬索结构有哪些优点
一、悬索结构通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载(作用),可以最充分地利用高强度钢材的承载能力,大大减轻结构的自重,较经济地跨越很大的跨度。是大跨度结构的主要结构形式。
二、用钢量低。对于悬挂屋盖,当结构跨度小于150m,屋盖悬索的用钢量一般小于10kg/m2;但下部支承结构(RC、S)材料用量加大。
三、悬索结构施工比较方便。结构自重小,屋面轻,安装时无需大型起重设备和模板、脚手架等,施工费用相对较低。
四、悬索结构便于创造优美的建筑造型,适应多种平面形状和外形轮廓,能较好地满足建筑表达和功能的要求。建筑师乐于采用。
五、火灾后的破坏后果比普通钢结构小。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
一、悬索结构通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载(作用),可以最充分地利用高强度钢材的承载能力,大大减轻结构的自重,较经济地跨越很大的跨度。是大跨度结构的主要结构形式。
二、用钢量低。对于悬挂屋盖,当结构跨度小于150m,屋盖悬索的用钢量一般小于10kg/㎡;但下部支承结构(RC.S)材料用量加大。
三、悬索结构施工比较方便。结构自重小,屋面轻,安装时无需大型起重设备和模板、脚手架等,施工费用相对较低。
四、悬索结构便于创造优美的建筑造型,适应多种平面形状和外形轮廓,能较好地满足建筑表达和功能的要求。建筑师乐于采用。
五、火灾后的破坏后果比普通钢结构小。
内容介绍
本书系统而简明地叙述了悬索结构的体系、设计计算和构造方法,也涉及对悬索体系施加预张力等施工问题。书中首先介绍常用的悬索结构形式及其选用原则;其次分别介绍其解析计算方法及有限元分析;进而阐述其地震反应分析和风振反应分析;最后介绍悬索结构的构造和施工要点。全书包括的结构形式有:单层悬索体系,预应力双层悬索体系,预应力鞍形索网,劲性索及横向加劲单层索系,索拱体系及张弦体系,组合式悬索结构,悬挂薄壳与薄膜结构,悬挂式与斜拉式混合结构,还介绍了悬索结构在玻璃幕墙及玻璃采光顶中的应用情况。
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