体育场馆悬索结构的简单说明

　　悬索结构是由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。悬索结构能充分利用高强材料的抗拉性能，可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工。近代的悬索结构，除用于大跨度桥梁工程外，还在体育馆、飞机库、展览馆、仓库等大跨度屋盖结构中应用。

　　优点：

　　1、悬索结构通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载(作用)，可以最充分地利用高强度钢材的承载能力，大大减轻结构的自重，较经济地跨越很大的跨度。是大跨度结构的主要结构形式。

　　2、用钢量低。对于悬挂屋盖，当结构跨度小于150m，屋盖悬索的用钢量一般小于10kg/m2;但下部支承结构(RC、S)材料用量加大。

　　3、悬索结构施工比较方便。结构自重小，屋面轻，安装时无需大型起重设备和模板、脚手架等，施工费用相对较低。

　　4、悬索结构便于创造优美的建筑造型，适应多种平面形状和外形轮廓，能较好地满足建筑表达和功能的要求。建筑师乐于采用。

　　5、火灾后的破坏后果比普通钢结构小。

　　分类：

　　悬索按受力状态分成平面结构和空间结构：

　　1、平面悬索结构

　　主要在一个平面内受力的平面结构，多用于悬索桥和架空管道。按结构形式分为：①单层悬索结构。可用做柔式悬索桥，也可用于屋盖，结构刚度较小，在可变荷载作用下变形较大，宜在索上铺设重屋面。

　　②加劲式单层悬索结构。通过在索下面若干吊杆吊有加劲桁架(或加劲梁)，以增强结构的刚度。

　　③双层悬索结构。其上索与下索曲率相反，并通过其间的受拉斜腹杆中施加预应力而具有较好的刚度。

　　2、空间悬索结构

　　一种处于空间受力状态的结构，多用于大跨度屋盖结构中。按结构形式分为：

　　①圆形单层悬索结构。用于圆形平面的屋盖，其索按辐射状布置，整个屋面形成下凹的旋转曲面。各根索的外端固定于周边的钢筋混凝土圈梁上，内端固定于圆心附近的拉环上。当圆心处允许设柱时，可形成伞形悬索结构。

　　②圆形双层悬索结构。其外形与上述结构类似，只是有上下两层索，从而可以有不同布置形式的预应力拉杆以增强刚度。

　　计算方法：

　　悬索结构在静荷载作用下的分析，首先要确定在初始荷载作用下整个结构的初始状态，然后计算在荷载增量、温度变化和索支点位移所引起的整个结构的内力和变形。悬索结构的初始状态是指在初始荷载(包括自重和预应力)作用下的平衡位置，可通过索的各点坐标和索内拉力的水平分量确定。初始状态一般需要经过多次试算选定。索网结构可按离散的计算模型进行分析;

　　对于索间距较小的正交索网结构,也可按连续的计算模型，即假设为一个没有剪切刚度的各向异性薄膜进行分析。悬索结构具有几何非线性的性质，即在各阶段荷载作用下，无论是内力或变形均与荷载呈非线性关系。当采用离散方法分析悬索结构时会得出非线性代数方程组。采用连续方法分析时则得出非线性微分方程。对于双曲抛物面正交索网也可采用能量原理进行分析。悬索结构当跨度较大而又较柔时宜考虑风振效应，进行动态分析。