索膜结构基础知识.ppt

索膜结构
悬索结构的形式与选型
悬索结构的分析计算
悬索结构的设计与构造
膜结构简介
承重结构的基本承重构件采用受拉工作的悬索或张拉的薄膜,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。
第一节悬索结构的形式与选型
结构特点
施工方便,不需要大型起重设备;
悬索结构是以只能受拉的索作为基本承重构件,并将索按照一定规律布置所构成的一类结构体系。
受力合理,材料强度利用效率高;
结构重量轻,适作各式大跨建筑;
边缘构件或支承构件受力较大,且其刚度对结构受力影响较大;
属于柔性结构,受力时大变位、小应变,计算复杂。
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。
单层悬索体系
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。
单层辐射状悬索结构
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。
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
索桁架的一般形式
索桁架的平面布置与交错布置
双层辐射式布置
双层双向布置
凸形布置
凹形布置
凹凸形布置
凸形索网布置
凹形索网布置
凹凸形索网布置