悬索结构介绍课件.pptx

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1、悬索结构介绍内容1概述2悬索的受力与变形特点3悬索结构的形式4悬索结构的稳定5悬索结构的工程实例1概述1.1悬索结构的形成蜘蛛网也许是世界上最有效的张拉索结构。它个充分利用了蜘蛛丝很高的抗拉强度，结构合理、自重轻、承载力大。猎物的挣扎以及冷凝雾水的重力等一般都不能把它扯坏。自然界的许多结构是很值得我们学习的。这就是仿生学。定义悬索结构基本组成悬索结构由受拉索、边缘构件和下部支承构件所组成。拉索一般采用高强钢丝组成的钢铰线、钢丝绳或钢丝束；边缘构件和下部支承构件则常为钢筋混凝土结构。悬索结构现存最早的悬索桥——四川泸定桥世界最长的悬索桥——日本的名石大桥日本明石海峡大桥位于本州岛与四国岛之间，主

2、跨1991米（960+1991+960），全长3911米，抗震强度按1/150的频率，承受5级强烈地震和抗150年一遇的80m/s的暴风设计，为目前世界上跨度最大的悬索桥，也是世界上最长的双层桥，是联结内陆工业中的重要纽带。金门大桥包括从钢塔两端延伸出去的部分，全长达2000米，为此，又分别在两侧修建了两座辅助钢塔，使桥形更加壮观。大桥的桥面宽27.4米，有6条车行道和两条宽敞的人行道。钢塔之间的大桥跨度达1280米，为世界所建大桥中罕见的单孔长跨距大吊桥之一。奥克兰海港大桥是奥克兰极富代表性的一处景致。大桥连接奥克兰最繁忙的港口——怀提玛塔海港南北两岸，全长1020米。江阴长江公路大桥是我国

3、首座跨径超千米的特大型钢箱梁悬索桥梁，也是20世纪“中国第一、世界第四”大钢箱梁悬索桥游牧民族的帐篷1概述1.2悬索结构的特点索―轴向受拉便于建筑造型，容易适应各种平面;施工较方便。自重小（10kg/m2），屋面构件也较轻。可创造良好物理性能的建筑空间。稳定性较差。边缘构件和下部支承必须具有一定的刚度和合理的形式，以承受索端巨大的水平拉力。最早应用于桥梁工程中房屋建筑中，蒙古包、帐篷可看做悬索结构的雏形1概述1.3悬索结构的发展现代大跨度悬索屋盖结构的广泛应用，则只有半个世纪的历史。第一个现代悬索屋盖是1953年建成的雷里竞技馆，采用以两个斜置的抛物线拱作为边缘构件的鞍形正交索网。第8章悬索结

4、构1概述1.3悬索结构的发展我国现代悬索结构之发展始于50年代后期和80年代。北京的工人体育馆和杭州的浙江人民体育馆是当时的两个代表作。北京工人体育馆：建于1961年，其屋盖为圆形平面，直径94m，采用车辐式双层悬索体系，由截面为2mX2m的钢筋混凝土圈梁、中央钢环，以及辐射布置的两端分别锚定于圈梁和中央钢环的上索和下索组成。中央钢环直径16m，高11m，由钢板和型钢焊成，承受由于索力作用而产生的环向拉力，并在上、下索之间起撑杆的作用。第8章悬索结构1概述1.3悬索结构的发展第8章悬索结构2悬索的受力与变形特点2.1索的支座反力图8-2-1悬索结构的受力分析由，支座反力为索中任一截面的弯矩为零

5、，以跨中截面为矩心，则有：式中，第8章悬索结构2悬索的受力与变形特点2.2索的拉力将索在计算截面切断，如图所示，由，可得索的轴力在支座截面（值最大）为最大，）在跨中截面（）时为最小。第8章悬索结构2悬索的受力与变形特点2.3索的变形图8-2-2悬索结构的变形悬索是一个轴心受拉构件，既无弯矩也无剪力。悬索承受单个集中荷载，形成三角形；悬索承受多个集中荷载，形成索多边形；悬索自重作用时，处于自然悬垂状态，为悬链线；悬索承受均布竖向荷载，形成抛物线；悬索承受的竖向荷载自跨中向两侧增加时，形成椭圆。第8章悬索结构3悬索结构的型式3.1单层悬索体系1）单曲面单层拉索体系(跨度可达80m，德国多特蒙特一展

6、览厅，1956)水平梁和框架一起承受悬索拉力水平梁承受悬索拉力悬索直接锚挂于框架斜拉索将悬索拉力拉向地锚第8章悬索结构3悬索结构的型式3.1单层悬索体系1)单曲面单层拉索体系单曲面单层拉索体系也称单层平行索系。它由许多平行的单根拉索组成。屋盖表面为筒状凹面，需从两端山墙排水，如图所示。拉索两端的支点可以是等高的也可以是不等高的；拉索可以是单跨的，也可以是多跨连续的，曲面单层拉索体系的优点是传力明确，构造简单；缺点是屋面稳定性差，抗风（上吸力）能力小，索的水平拉力不能在上部结构实现自平衡。必须通过适当的形式传至基础。第8章悬索结构3悬索结构的型式3.1单层悬索体系拉索水平力的传递的三种方式：1）

7、通过竖向承重结构传至基础；2）通过拉锚传至基础；3）通过刚性水平构件集中传至抗侧力墙。图8-3-1单曲面单层拉索水平力的平衡第8章悬索结构3悬索结构的型式3.1单层悬索体系图8-3-2丹东体育馆结构(a)体育馆主体结构示意图；(b)看台斜框架结构简图图a为丹东体育馆的主体结构示意图。该体育馆为两悬索结构，悬索一端锚固在中间的刚架横梁上，另一端即锚固再看台斜柱框架的柱顶，b为看台斜框架的结构计算简图