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悬索结构按其曲面形式可分为两类:
1.单曲面悬索结构
(1)单曲面单层拉索体系:它由平行的单根拉索构成,其表面呈圆筒形凹面。两端支点可等高或不等高,结构可为单跨或多跨。这种结构的每根索孤立地变形,上面需要加横向的刚性构件,才能协同工作。为此,这种体系一般用钢筋混凝土屋面板,并在上面加临时荷载,使板缝增大后再用水泥砂浆灌缝。这样钢索具有预应力,可使屋面构成一个有很大刚性的整体薄壳。
(2)单曲面双层拉索体系:这种体系由许多平行的索网组成。每片索网由曲率相反的承重索和稳定索构成。上、下索之间用圆钢或拉索联系,如同屋架的斜腹杆。通过系杆对上、下索施加预应力,可大大提高整个屋盖的刚度,从而可以采用轻屋面,以减轻重量。
2.双曲面悬索结构
(1)双曲面单层拉索体系:这种体系适用于圆形建筑平面。拉索按辐射状布置,一端锚固在受压的外环梁上,另一端锚固在中心的受拉环上或立柱上,后者一般称伞形悬索结构。拉索垂度与平行的单层拉索体系相同。为保证结构的刚度,屋面也必须采用钢筋混凝土屋面板,并施加预应力。
(2)双曲面双层拉索体系:它由承重索和稳定索构成,也主要适用于圆形建筑平面。拉索按辐射状布置,中心设置受拉环。承重索和稳定索可构成上凸、下凹或半凸半凹的屋面形式。边缘构件为一道或两道受压环梁。因为有稳定索,屋面刚度较大,可采用轻屋面。
(3)鞍形悬索:它是由两组曲率相反、相互交叉的拉索组成的双曲面索网体系。下凹的一组拉索为承重索,上凸的为稳定索,它们都受拉。通常对稳定索施加预应力,以增强屋面刚度。
由于鞍形悬索刚度大,可以采用轻屋面;同时由于排水容易处理,形式多样,应用比较广泛。
悬索结构在工业与民用建筑中不仅适用于大跨度房屋,也可用于小跨度住宅。悬索和其他构件组成混合结构可发挥各自的优点,可以适应各种不同的需要。