索結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)PPT38

3.8索結(jié)構(gòu)建筑索結(jié)構(gòu)是指在建筑結(jié)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用索索作為承重結(jié)結(jié)構(gòu)或通過(guò)張張拉索對(duì)剛性性結(jié)構(gòu)體系施施加預(yù)應(yīng)力，，提高或改善善結(jié)構(gòu)的受力力性能而形成成的結(jié)構(gòu)體系系。1961年建建成的北京工工人體育館屋屋蓋是我國(guó)最最早的此類(lèi)結(jié)結(jié)構(gòu)，跨度94米。近年來(lái)，輻射射布置索桁架架也用于采光光頂。2006年建成的的佛山世紀(jì)蓮蓮體育場(chǎng)屋蓋蓋，外環(huán)達(dá)到到310米，，內(nèi)環(huán)125米，是世界界上跨度最大大的此類(lèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)。索結(jié)構(gòu)特征：：（1）只能受拉，，不能受壓和和受彎；（2）索沒(méi)有剛度度；（3）柔性、輕盈盈，風(fēng)作用下下會(huì)振顫；（4）設(shè)置拉力錨錨固件，保證證索能承受足足夠拉力；（5）一般用鋼索索或鋼絞線；；型鋼、鋼管管（剛性）也可以。3.8.1概述索結(jié)構(gòu)大體分分為：懸索結(jié)構(gòu)懸掛結(jié)構(gòu)索支承（斜拉拉）結(jié)構(gòu)索形是繩索受荷載載后天然變形形所形成的形形狀。如：懸鏈線、拋物線和折折線。以承受一個(gè)集集中力P的索為例：3.8.2索結(jié)構(gòu)的基本本受力原理索的下垂度越越大，索的內(nèi)內(nèi)力越小。（1）單索受水平平投影上的均均布荷載q作用索長(zhǎng)：風(fēng)動(dòng)力效應(yīng)問(wèn)問(wèn)題：顫振狀態(tài)；避避免共振；為避免共振，，應(yīng)采取措施施：采用雙層纜索索系統(tǒng)；增加屋蓋恒載；；增設(shè)有錨桿桿的拉索（即即風(fēng)纜）。TacomaNarrowsBridge塔科馬海峽大大橋事故原因：理理論認(rèn)知有限限，風(fēng)毀塔科馬海峽大大橋位于美國(guó)國(guó)華盛頓州的的塔科馬海峽峽。第一座塔塔科馬海峽大大橋于建于1938年11月，中跨853m。在建造最后后階段，人們們就發(fā)現(xiàn)大橋橋在微風(fēng)的吹吹拂下會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)晃動(dòng)甚至扭扭曲變形的情情況，司機(jī)在在橋上駕車(chē)時(shí)時(shí)可以見(jiàn)到另另一端的汽車(chē)車(chē)隨著橋面的的扭動(dòng)一會(huì)兒兒消失一會(huì)兒兒又出現(xiàn)的奇奇觀。1940年11月7日，大橋在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)風(fēng)風(fēng)速的19m/s(相當(dāng)于八級(jí)大大風(fēng))風(fēng)速下發(fā)生強(qiáng)強(qiáng)烈的風(fēng)致振振動(dòng)，橋面經(jīng)經(jīng)歷了70min振幅不斷增大大的反對(duì)稱(chēng)扭扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，最最終導(dǎo)致橋面面折斷墜落到到峽谷中。(2)斜拉索索結(jié)構(gòu)構(gòu)的受受力情情況當(dāng)建筑筑物的的跨度度超過(guò)過(guò)橫梁梁或桁桁架正正?？煽赡苓_(dá)達(dá)到的的跨度度時(shí)，，采用用斜拉索索可能是是經(jīng)濟(jì)濟(jì)的。。1)所有纜纜索都都受拉拉；2）避免免扁平平的夾夾角；；3）纜索索也是是立柱柱的支支撐；；4)橫梁是是受彎彎的連連續(xù)梁梁，有有可能能c處于受受壓縮縮狀態(tài)態(tài)；5）只有有一組組纜索索時(shí)，，橫梁梁可能能受扭扭。（1）懸索索結(jié)構(gòu)構(gòu)的組組成：：索網(wǎng)、、邊緣緣構(gòu)件件、支支承構(gòu)構(gòu)件索網(wǎng)：：鋼索用用高強(qiáng)強(qiáng)鋼絲絲組成成（束束索、、鋼絞絞線、、鋼絲絲繩））；邊緣構(gòu)構(gòu)件：：足夠剛剛度，，承受受索網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)拉拉力（（鋼筋筋混凝凝土））；（2）懸索索結(jié)構(gòu)構(gòu)分類(lèi)類(lèi)1）單曲曲面懸懸索結(jié)結(jié)構(gòu)（（單、、雙層層，圖圖a、b）2）雙曲曲面懸懸索結(jié)結(jié)構(gòu)（（單、、雙層層，圖圖c、d）3）單層雙雙曲面交交叉索網(wǎng)網(wǎng)體系（（圖e）3.8.3懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的材料料和結(jié)構(gòu)構(gòu)類(lèi)型（3）支承處處理方式式與拱結(jié)構(gòu)構(gòu)不同，，懸索的的作用產(chǎn)產(chǎn)生支承承處的向向內(nèi)拉力力；支承承總在建建筑物的的高處。。處理措措施：1）采用斜斜向牽索索將懸索索拉到基基礎(chǔ)上（（圖99a、b）；2）設(shè)置懸懸臂柱或或支腿柱柱（圖104a、b、c）3）設(shè)置對(duì)對(duì)稱(chēng)的斜斜撐體系系平衡內(nèi)內(nèi)拉力（（圖d）4）對(duì)稱(chēng)的的斜拱體體系（圖圖e）5）設(shè)置封封閉圓形形環(huán)梁或或馬鞍形形曲線環(huán)環(huán)梁平衡衡內(nèi)拉力力（圖f、g）6）設(shè)置橫橫向水平平桁架和和縱墻體體系或橫橫向水平平框架和和立柱體體系平衡衡內(nèi)拉力力（圖h）（4）懸索結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)中注意意的問(wèn)題題：1）一般用用于屋蓋蓋結(jié)構(gòu)，，在水平平風(fēng)力作作用下，，屋面將將產(chǎn)生水水平風(fēng)吸吸力；2）避免風(fēng)風(fēng)振，使使用雙曲曲懸索結(jié)結(jié)構(gòu)，或或?qū)Ψ€(wěn)定定索施加加預(yù)應(yīng)力力；3）屋面板板構(gòu)造層層和懸索索的重力力荷載應(yīng)大于（1.1-1.3）倍風(fēng)吸吸力；4）懸索結(jié)結(jié)構(gòu)的特特點(diǎn)：跨跨度大、、充分利利用材料料的固有有性能、、減輕自自重、節(jié)節(jié)約鋼材材、施工工簡(jiǎn)捷、、造型新新穎等。。美國(guó)舊金金山金金門(mén)大橋橋（GoldenGateBridge）主跨1280m，主索直徑徑910mm，懸索下垂垂122m1937年建成，，曾保持持27年世界記記錄江陰長(zhǎng)江江公路大大橋(1999年10月通車(chē))特大跨懸懸索橋世界排名名第一：：日本的的明石海海峽大橋橋，建成成于1998年，主跨跨1990m；世界排名名第二：：丹麥的的亨伯大大橋，正正在興建建中，主主跨1624m；世界排名名第三：：英國(guó)的的亨伯爾爾（Hamber）橋，建成成于1981年，主跨跨1410m；世界排名名第四：：江陰長(zhǎng)江江公路大大橋，建成于于1999年，全長(zhǎng)長(zhǎng)2888m，主跨1385m。（1）懸掛索索結(jié)構(gòu)利用鋼索索直接受受拉，吊吊起各樓樓層。無(wú)須考慮慮由于受受彎、壓壓屈造成成不穩(wěn)定定而降低低鋼索承承載力問(wèn)問(wèn)題；然然而，由由于鋼索索無(wú)抗彎彎剛度，，必須采采取措施施保證整整個(gè)建筑筑結(jié)構(gòu)的的穩(wěn)定性性。3.8.4懸掛索結(jié)結(jié)構(gòu)和斜斜拉索結(jié)結(jié)構(gòu)美國(guó)早期的懸懸掛結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載全全部掛在在核心筒筒上香港匯豐豐銀行大大廈懸掛掛結(jié)構(gòu)（（1985年建成））香港匯豐豐銀行1985年建成，，由諾爾爾曼·福斯特設(shè)設(shè)計(jì)，預(yù)預(yù)算達(dá)10億美元。。由于其其獨(dú)特的的外形和和新型的的結(jié)構(gòu)體體系，受受到世人人關(guān)注。。甚至有有報(bào)道稱(chēng)稱(chēng)它為““仿佛是是在引人人注目的的港口停停放的一一艘宇宙宙飛船””。香港匯豐豐銀行懸懸掛結(jié)構(gòu)構(gòu)平面為為72m×55m，高180m，地面以上上43層，采用用巨型桁架架，分五層層懸掛在在八根巨型型格構(gòu)式式柱上。每根格構(gòu)構(gòu)柱為4.8m×5.1m，四角為四四根圓形形鋼管，，底層鋼鋼管為ф1400mm×100mm，向上逐漸漸減小，，頂層鋼鋼管為ф800mm××40mm。吊桿桿格構(gòu)柱每根格構(gòu)構(gòu)柱為4.8m×5.1m，四角為四四根圓形形鋼管，，底層鋼鋼管為ф1400mm×100mm，向上逐漸漸減小，，頂層鋼鋼管為ф800mm××40mm。（2）斜拉索索結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)捷捷、造型型新穎。。上海楊浦浦大橋早期稀索索體系斜斜拉橋法國(guó)諾曼曼底大橋橋(NormandyBridge)——世界第三三斜拉索索橋諾曼底大大橋施工工中Theend懸鏈線線(Catenary)是一種種曲線線，它它的形形狀因因與懸懸在兩兩