利记官方网站

承重结构的基本承重构件采用受拉的悬索以及张拉的薄膜，称为悬索结构或膜结构。由于受拉构件的承载能力决定于强度而不是稳定性，因而能充分发挥钢索和膜材受拉工作时强度高、自重轻的特点。同时，由于覆盖材料自重轻，使承重结构的重量较小，因而悬索结构和张拉薄膜结构更适合于在大跨度结构中使用。 

悬索结构的分类：

悬索屋盖结构通常由悬索系统，屋面系统和支承系统三部分构成。

1：单层悬索体系：

1.1：单层单向悬索结构：由许多平行的单根拉索组成，构成单曲下凹屋面，拉索两端悬挂在稳定的支承结构上。

1.2单层辐射状悬索结构

1.3单层网状悬索结构

受力特点

•   单层悬索结构的形状稳定性不好，是一种可变体系，其平衡形状随荷载分布方式而变。在恒载作用下呈悬链线形式，在不对称荷载或局部荷载作用下产生大的位移（机构性位移）。索的张紧程度与索的稳定性（抵抗机构位移的能力）成正比。       

•   单层悬索结构的抗风能力差，在风吸力作用下悬索内的拉力下降，稳定性进一步降低。       

•   垂跨比的影响：垂跨比大，稳定性和刚度大，索拉力小，但占用空间。通常取1/20～1/10

 增加稳定性的措施      

•   单层悬索结构宜采用重屋面，如装配式钢筋混凝土板；

•   采用预应力钢筋混凝土悬挂薄壳；

•   设置横向加劲构件。加劲梁或桁架分配局部荷载及将索连成整体。

2：双层悬索体系

由一系列下凹的承重索和相反曲率的稳定索组成。每对索之间通过受拉钢索或受压撑杆连系，构成如桁架形式的平面体系，称索桁架。稳定索可以抵抗风吸力的作用，同时，相反曲率的稳定索和相应的索杆能对体系施加预应力，使每对索均保持足够大的张紧力，提高了整个结构的稳定性与刚度。

承重索的垂跨比：1/20～1/15；稳定索的矢跨比1/25～1/20。

双层单向布置

 

双层辐射式布置

双层双向布置

3：鞍形索网体系索网结构是同一曲面上两组曲率相反的单层悬索系统相交而成，下凹向为承重索，上凸向为稳定索。

4：混合悬挂体系采用柔性的悬索体系与刚性的受弯构件（梁、网架、网壳、桁架等）相结合，可组成共同抵抗外荷载的各种混合体系。此类结构或用钢索悬挂其他构件，或由钢索对其他构件提供附加支点，或用刚性的构件来加强悬索的稳定性，以减小不均匀荷载作用下的机构性位移。桥梁中的斜拉桥和悬索桥也属于这类混合体系。 

悬索结构的设计与构造

1：主要考虑作用力：恒荷载，屋面活荷载、雪荷载、风荷载以及温度作用和地震作用等。

2：变形验算据即将颁布的悬索结构技术规程，承重索竖向位移限值如下：单层悬索体系从初始态算起 l/200;双层悬索体系、索网及横向加劲索从预应力态算起l/250。

3：节点构造

3.1索与索连接 主要是U型连接和卡式

3.2索头：

浇铸头       

较粗的索（d≥38mm）采用，又称巴氏合金端头，索末端线材须松开足够长度，采用除油液体清洗，干后成刷状，然后插进钢铸件插座楔形孔内（长度为5.5～6索径）浇铸高等级锌等热金属或聚脂材料形成索的端头。

cnc端头对于的d<38mm的索头，现在基本是CNC加工的。

索与其他结构部分的连接，连接方式多种多样，应该根据实际情况而定。

索材料

对与索膜结构来说，应用最多的还是平行钢丝束。

平行钢丝束

是由若干相互平行的钢丝压制集束或外包防腐护套制成，断面呈圆形或正六角形; ?常用制索钢丝直径有5mm和7mm两种，采用光面钢丝 或镀锌钢丝；钢丝呈蜂窝状排列，根数有7根、19根、 37根、61根等。

平行钢丝束的优点：

•   钢丝结构紧凑

•   受力均匀

•   接触应力低

•   能够充分发挥高强钢丝材料的轴向抗拉强度

•   弹性模量与单根钢丝接近

索膜结构之膜材： 

采用纯索结构的索膜结构一般使用的PTFE 膜材和ETFE 单层膜结构。但是国外也用纯索结构的ETFE 气枕结构，但是很少见。PTFE 膜材抗拉强度高，其基布为玻璃纤维组成，有一定的刚度，比较适合纯索结构。还有一点很重要的是PTFE力学稳定性好，没有力学松弛。而索结构的ETFE单层比较时候立面，或者内装饰。否则容易积水。 

膜与索的连接方式：

•   索套连接

•   束带连接

•   扣带连接

•   金属配件连接

•   受压弹簧连接  

索套连接

绑绳法

金属配件连接