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大跨度建筑结构悬索结构姓名：李文龙学号：1101081018年级：11级建筑学定义：由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。在欧洲，十六世纪便开始出现悬索的计算理论，并广泛应用在悬索桥、索道、输电线等工程的计算分析中。目前世界上最长的悬索桥——日本明石海峡大桥跨度达到1991米。十九世纪末，俄国工程师苏霍夫系统提出了索网结构的计算理论。悬索结构在房屋建筑结构中的应用是从二十世纪五十年代开始，世界上第一个现代悬索屋盖是美国于1952年建成的Raleigh竞技馆。我国从上个世纪五十年代末开始研究悬索结构屋盖。最早的代表性工程有1961年建成的北京工人体育馆。发展和应用概况受力合理，用料经济施工便捷，施工设施简单适应性强，造型美观优点：动荷载下的共振问题不能承受反向荷载缺点：单层悬索体系预应力双层悬索体系预应力鞍形索网分类：单层悬索体系：单层悬索体系由一系列、按一定规律布置的单层悬索组成，悬索两端锚挂在稳固的支承结构上。平行单层悬索体系辐射式布置单层悬索体系网状布置单层悬索体系平行单层悬索体系结构方案：受力特点：仅有一系列下凹的单层柔索组成的悬索体系，其工作性能与单索相似，属几何可变，所以形状稳定性不好。一方面，悬索的局部荷载作用下会产生较大的机构性位移，另一方面，索系的抗风能力也很差。如何提高单层索系形状稳定性：采用重屋面设置横向加劲梁或加劲桁架预应力双层悬索体系：双层悬索体系是由一系列下凹的的承重索和上凸的稳定索以及它们之间的连系杆（拉杆的压杆）组成。结构方案：平行布置辐射式网状布置双层悬索体系的一般布置适用范围：双层布置的双层索可用于矩形，多边形建筑平面，并可用于单跨、双跨及多跨。双层索系的承重索与稳定索要分别锚固在稳固的支撑结构上，支承结构形式与单层索体系基本相同平行布置：辐射式布置：辐射式布置的双层索系可用于圆形、椭圆形建筑平面。为解决双层索在圆形平面中央的汇交问题。在圆心处通常要设置受拉内环，双层索一点锚挂于内环上，另一端锚挂在周边的受压外环上。根据所采用的索桁架形式不同，对应承重索和稳定索可能要设置两层外环梁或两层内环梁。受力特点：双层索体系中，设置了相反曲率的稳定索及相应的连系杆，不仅能够有效地抵抗风吸力作用，而且可以对体系施加预应力。通过张拉承重索或稳定索，或对他们都施行张拉。均可使索系绷紧，在承重索和稳定索内保持足够的预拉力，以使索系具有必要的形状稳定性。此外，由于存在预应力，稳定索能与承重索一起抵抗竖向荷载作用，从而整个体系的刚度得到提高。采用预应力双层索系是解决悬索屋盖形状稳定性问题的一个十分有效的途径。预应力双层索系具有良好的结构刚度和形状稳定性，因此可以采用轻屋面，如石棉板、纤维水泥板、彩色涂层压型钢板及高效能的保温轻质材料。因此，双层悬索体系还具有较好的抗震性能。预应力鞍形索网：由相互正交、曲率相反的两组钢索直接叠交而形成一种负高斯曲率的曲面悬索结构。闭合空间曲梁空间框架柔性边缘构建——边界索柔性边缘构建——边界索拱拱拱受力特点：鞍形索网的工作原理与双层索系相同，但工作空间结构。其受力分析要比双层索系复杂。与双层索体系一样，对鞍形索网也必须进行预张拉。由于两组索的曲率相反，因此可以对其中任意一组或同时对两组索进行张拉，在索网中建立预应力。另外，因柔性悬索不能抗弯、抗压，因此为改进这一缺点而出现了一些组合体系，如劲性索结构、横向加劲单层索系与索拱体系，将两片或以上的悬索体系和强大的中间支撑结构组合在一起，还可以形成各种组合悬索结构。明石海峡大桥1998年4月5日，世界上目前最长的吊桥——日本明石海峡大桥正式通车。大桥坐落在日本神户市与淡路岛之间(东经135度01分，北纬34度36分），全长3911米，主桥墩跨度1991米。两座主桥墩海拔297米，基础直径80米，水中部分高60米。两条主钢缆每条约4000米，直径1.12米，由290根细钢缆组成，重约5万吨。大桥于1988年5月动工。1998年3月竣工。明石海峡大桥首次采用1800MP级超高强钢丝，使主缆直径缩小并简化了连接构造，首创悬索桥主缆，这也是第一座用顶推法施工的跨谷悬索桥，由著名的法国埃菲尔集团公司承建。END