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,主要应用于建筑工程和桥梁工程。其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、悬索结构自重小、材料省、易施工。中国是世界上最早应用悬索结构的国家之一,在古代就曾用竹、藤等材料做吊桥跨越深谷。明朝成化年间(1465~1487年)已用铁链建成霁虹桥。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。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。新型结构常常与正确使用、维护有关,而国家的法律、规范常常重建轻管,致使许多使用中的问题解决无依据,费用无作落。导致部分项目竣工多年后产生问题一直得不到解决。因此建议把使用问题纳入设计规范考虑,从源头解决。至少设计人员在设计文件中提出使用有关的问题及解决的原则性方案,便于纳入预算,或为后续使用创造条件。
首先就应该考虑的是单层悬索结构,因为双层悬索结构比单层索结构最大的优势,就是双层悬索结构上部的承重索,下部是稳定索,这种索结构在承重索和稳定索之间都有支撑杆连接,两种索形式共同受力,达到应力自平衡之后就已经很稳定了,就像是两个人手拉手向不同的方向倾倒,结果谁都倒不下去.而单层单曲面悬索结构只有承重索能发挥作用,并且对悬索周边的支撑构建要求也非常严格,必须能承受很大的预应力,要是按50年一遇的雪荷载来计算,那周边混凝土的厚度至少要2.5米才能承受的了索的拉力!这里面结构最稳定的就是马鞍型索网结构,结构形式很科学,它的受力原理属于分散式受力,就像是人骑在马上,马不觉得难受,人也不觉得累,它这种结构就是把力都分散开来,作用在接触面的每一点上,只不过鞍型索网施工有点太费劲了,造价也高,一般都提倡预应力双层悬索结构,我做过这方面的工程,希望我的经验会对你有帮助!
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。






