第四章悬索结构091

1、第四章第四章 悬索结构悬索结构 suspended cable 第一节第一节 概述概述 一、悬索结构一、悬索结构 以一系列受拉的索作为主要承重构件，按一以一系列受拉的索作为主要承重构件，按一定的规律组成各种不同形式的体系，悬挂在相应定的规律组成各种不同形式的体系，悬挂在相应的支承结构上。的支承结构上。 由索的轴向拉伸来抵抗外荷作用，能充分地由索的轴向拉伸来抵抗外荷作用，能充分地利用钢材的强度。利用钢材的强度。 1) 单纯的悬索结构必须受水平拉力支持才能成立。结构设计中,端点如何承受水平应力是一个主要问题。 2) 悬索没有固定形状。 3) 一般的杆件需要一定的长细比才能防止失稳,承受压应力。悬索

2、结构仅承受轴向拉应力,没有长细比的约束,因此能充分利用其形状的特点。 二二 特点特点1 结构自重轻。每结构自重轻。每 m2屋盖钢索的用钢量一般屋盖钢索的用钢量一般在在 10kg以下，（跨度不超过以下，（跨度不超过 150m）。）。2 支承结构需耗费较多的材料，用钢量超过支承结构需耗费较多的材料，用钢量超过钢索部分。钢索部分。3 施工方便。钢索自重小，屋面结构轻，安施工方便。钢索自重小，屋面结构轻，安装时不需要大型起重设备。装时不需要大型起重设备。4 建筑造型自由，能满足各种建筑功能和表达建筑造型自由，能满足各种建筑功能和表达形式的要求。形式的要求。三三 悬悬索索结构的力学特性结构的力学特性 1

3、 属大变位、小应变的结构属大变位、小应变的结构 2 对局部荷载很敏感，局部荷载作用下，荷对局部荷载很敏感，局部荷载作用下，荷载作用的位置会产生很大的变形。载作用的位置会产生很大的变形。3 水平力处理复杂。水平力处理复杂。 悬索结构是一种受力比较合理的建筑结构形式, 将悬索结构与简支梁两者的受力情况进行对比, 就可以看出这种合理性。 如图所示, 简支梁在竖向荷载作用下, 上纤维压应力的合力与下纤维拉应力的合力组成了截面的内力矩, 合力间的距离即为内力臂, 它总在截面高度的范围内, 因此,要提高梁的承载能力, 就要增加梁的高度。 但在悬索结构中, 钢索在自重下就自然形成了垂度, 由索中拉力与支承水

4、平力间的距离构成的内力臂, 总在钢索截面范围以外, 增加垂度就加大了力臂, 从而可以有效地减少索中拉力和钢索截面面积。四四 水平力的处理水平力的处理 悬索结构是把竖向荷载转化为钢索的拉力，悬索结构是把竖向荷载转化为钢索的拉力，并沿水平方向传给边缘构件。并沿水平方向传给边缘构件。 对水平力的不同处理，对水平力的不同处理，悬索结构的悬索结构的形态形态不同不同。 在处理水平力时，应该把整个建筑物作为一在处理水平力时，应该把整个建筑物作为一个体系来研究，较好的处理方法是利用结构本身，个体系来研究，较好的处理方法是利用结构本身，组成自相平衡的体系组成自相平衡的体系。1 内部平衡方法内部平衡方法 作用于悬

5、索结构的钢索水平拉力是两端大小相等、作用于悬索结构的钢索水平拉力是两端大小相等、方向相反。方向相反。 如果能在边缘构件上，相互抵消，则对如果能在边缘构件上，相互抵消，则对下部结构就没有影响。下部结构就没有影响。（1）利用拱）利用拱 钢索中的拉力传到拱上就变成拱的轴向力，索钢索中的拉力传到拱上就变成拱的轴向力，索力方向与拱的形心轴有夹角，就会有力方向与拱的形心轴有夹角，就会有拱面外力，拱面外力，方方向正好与拱的向正好与拱的重力重力方向相反，相互方向相反，相互抵消抵消。 索的水平力随外界条件的变化索的水平力随外界条件的变化(如风、雪、地震等如风、雪、地震等)有较大的变异性。有较大的变异性。 设计时

6、，应考虑不同情况下索力的变化，保证拱平设计时，应考虑不同情况下索力的变化，保证拱平面外的安全性。面外的安全性。 通常可沿拱设置柱、墙面、门窗框等结构来承担面通常可沿拱设置柱、墙面、门窗框等结构来承担面外力。外力。 美国北卡罗来纳州雷里体育馆 1953年 世界上第一个现代悬索屋盖, 它是采用以两个斜放的抛物线拱作为边缘构件的鞍形“正交索网”结构, 其圆形平面直径91.5m 椭圆形场地由两个交叉拱支承马鞍形交叉索系,索系锚头以预应力锚在拱圈上,拱脚间用拉杆相连,减少拱脚反力。 交叉点部位的拱脚推力直接作用到基础，拱推力的水平分量通过两拱脚间设置拉杆平衡，拉杆采用预应力钢筋混凝土，可有效控制结构变形

7、不致过大。意大利米兰体育馆： 使每一根承重索和稳定索都与拱的形心轴重合，整个拱不出现面外力。 拱曲面沿承重索和稳定索的固定点一点一点地变化，拱面呈复杂的扭曲状。日本西条体育馆（2）利用环）利用环 在屋盖外周设置环，钢索的水平拉力作用在屋盖外周设置环，钢索的水平拉力作用在环上，与该环内的压力相平衡，可做到完在环上，与该环内的压力相平衡，可做到完全抵消。全抵消。 在垂直荷载作用下，只剩下内力的垂直分在垂直荷载作用下，只剩下内力的垂直分量，由适当间隔的支承柱来承担。量，由适当间隔的支承柱来承担。1)用承重索和稳定索组成双层辐射状悬索屋盖用承重索和稳定索组成双层辐射状悬索屋盖北京工人体育馆 北京工人体

8、育馆按自行车钢圈原理设计，中央内环承受水平拉力及垂直压力。2) 仅有承重索的单层辐射状碟形悬索屋盖乌拉圭蒙维多体育馆 捷克某车间无内环悬索屋盖，图为钢索穿法示意图（3）利用水平梁加压杆）利用水平梁加压杆 水平梁把钢索端的拉力传到建筑物的两端，水平梁把钢索端的拉力传到建筑物的两端，同时水平梁间设置压杆，把索中的力相互抵消。同时水平梁间设置压杆，把索中的力相互抵消。山东淄博体育馆结构示意图（4）利用平衡法）利用平衡法 在屋盖内部设置支承结构，把两边钢索的水平在屋盖内部设置支承结构，把两边钢索的水平分力抵消。分力抵消。美国耶鲁大学冰球场 由两个水平拱和一个垂直的中央拱组成。由两个水平拱和一个垂直的中

9、央拱组成。 在中央拱到两边看台后的水平拱间架设一群在中央拱到两边看台后的水平拱间架设一群承重索，承重索的水平拉力在中央拱中平衡。承重索，承重索的水平拉力在中央拱中平衡。 两侧荷载不同时，两侧的钢索会发生变位。两侧荷载不同时，两侧的钢索会发生变位。1988年 四川体育馆 双中央拱可增强拱的面外刚度，以抵抗屋面非对称荷载。四川省体育馆日本岩手县体育馆（5） 利用悬臂柱利用悬臂柱 钢索固定于倾斜的悬臂柱顶，利用倾斜柱的自钢索固定于倾斜的悬臂柱顶，利用倾斜柱的自重来平衡钢索的水平力。重来平衡钢索的水平力。华盛顿国际航空港大厅（6）利用框架来平衡）利用框架来平衡 框架结构具有较强的抗水平力的能力，可利框

10、架结构具有较强的抗水平力的能力，可利用单独框架来平衡水平拉力引起的倾覆力矩，也用单独框架来平衡水平拉力引起的倾覆力矩，也可利用框架加倾斜柱来平衡覆力矩。可利用框架加倾斜柱来平衡覆力矩。德国法兰克福机场5号双跨飞机库 也是国外应用单曲面单层悬索结构, 每跨由10个长135m、宽7.5m、厚8.6cm的预应力混凝土悬索带组成, 每带净距3m, 其间设置采光带。 索带两端悬挂在34m高的钢筋混凝土格构式墩座上, 中间则支承在跨度为78m的箱形截面大梁上。 在跨中最低处, 将2.2m宽的悬索带连成整体, 做成有组织排水为控制屋面的竖向变形, 在板带中还设置了水平拉索。2 外部平衡方法外部平衡方法 把钢

11、索的拉力导向屋盖以外。（1）后拉索）后拉索 钢索通过柱顶后拉向室外，将力引向地基，避免了柱脚产生弯矩，但会产生向上的拔力。德国特尔蒙特展览馆 1962 年瑞典工程师贾维斯在斯德哥尔摩滑冰馆中首先采用了“索桁架”结构,这种平面双层索系结构很快在世界各国得以广泛应用。斯德哥尔摩溜冰场结构示意图（2）主索）主索 单层索网结构边界的粗钢索称主索。 主索端部的拉力可用后拉索或地锚等方式加以处理。它的设计是先定出支柱或锚桩的位置及主索端部的坐标，再确定包括主索在内的屋面形状和力学条件。墨尔本野外音乐场3 组合平衡方法组合平衡方法 将内部平衡方法与外部平衡方法综合运用。 布拉格市谢拉明剧场结构体系图 一端用

12、倾斜拱来平衡承重索的水平拉力，另一端用框架平衡，稳定索由主索来承受水平力。五五 变形处理变形处理 一般通过加强结构刚度，使悬索结构的变形成为小一般通过加强结构刚度，使悬索结构的变形成为小变形体系。在半边雪荷载、不均匀风荷载作用下变形不会变形体系。在半边雪荷载、不均匀风荷载作用下变形不会影响装修。影响装修。 （1）加强刚度的方法）加强刚度的方法 1）利用重屋盖加强刚度 利用重屋盖使钢索保持张紧状态来增加刚度，屋盖加利用重屋盖使钢索保持张紧状态来增加刚度，屋盖加重后，钢索截面增大，不经济，适合于单向索屋盖。重后，钢索截面增大，不经济，适合于单向索屋盖。2）利用抗弯构件加强刚度) 由预制板及现浇肋构

13、成钢筋混凝土屋盖由预制板及现浇肋构成钢筋混凝土屋盖特尔蒙特展览馆) 承重索具有抗弯刚度 东京代代木体育馆承重索由工字钢分段连接而成。) 加一根稳定索，构成索桁架或索梁加一根稳定索，构成索桁架或索梁斯德哥尔摩溜冰场3）利用稳定索加强刚度 在单层双向悬索屋盖中，布置一群与承重索交叉、曲在单层双向悬索屋盖中，布置一群与承重索交叉、曲率相反的稳定索，并给索网施加预应力，提高屋盖的刚度，率相反的稳定索，并给索网施加预应力，提高屋盖的刚度，限制钢索的松动，减少钢索的伸缩变形。限制钢索的松动，减少钢索的伸缩变形。 稳定索也能分担荷载。稳定索也能分担荷载。美国雷里体育馆4）用壳体加强刚度）用壳体加强刚度 在钢

14、索构成的曲面上浇混凝土面构成壳体，形成刚在钢索构成的曲面上浇混凝土面构成壳体，形成刚性屋面。性屋面。 通常对屋盖混疑土施加预应力，做法：通常对屋盖混疑土施加预应力，做法： (1) 屋面完成后在钢索两端张拉预应力；屋面完成后在钢索两端张拉预应力； (2) 在钢索上铺预制板，对屋面施加临时荷载，在预在钢索上铺预制板，对屋面施加临时荷载，在预制板接缝处灌混凝土，混凝土达到强度要求后，卸去临制板接缝处灌混凝土，混凝土达到强度要求后，卸去临时荷载。时荷载。 日本西条体育馆 双曲抛物面完全壳体 六六 抗震和抗风抗震和抗风1 自身抗震性能好，考虑水平力对下部结构的影响。自身抗震性能好，考虑水平力对下部结构的

15、影响。2 风吸力，考虑风振系数、不同体态分布系数的不同风吸力，考虑风振系数、不同体态分布系数的不同 。思考题:1什么是悬索结构? 有哪些特点?2处理悬索结构水平推力的方法有哪些?第二节第二节 悬索结构形式悬索结构形式 悬索结构形式悬索结构形式划分的方法很多，可划分的方法很多，可根据几何形状、组成根据几何形状、组成方法、悬索材料以及受力特点等方法、悬索材料以及受力特点等划分划分。 现按组成方法和受力特点分为：单层悬索体系、预应力现按组成方法和受力特点分为：单层悬索体系、预应力双层悬索体系、预应力鞍形索网、劲性悬索、预应力横向双层悬索体系、预应力鞍形索网、劲性悬索、预应力横向加劲单层索系、预应力索

16、拱体系、组合悬索结构、悬挂薄加劲单层索系、预应力索拱体系、组合悬索结构、悬挂薄亮与悬挂薄膜，以及混合悬挂结构等。亮与悬挂薄膜，以及混合悬挂结构等。 有的体系在形式上具有两重性，如悬挂薄壳结构在形成有的体系在形式上具有两重性，如悬挂薄壳结构在形成悬挂薄壳之前，结构属于悬索结构；形成薄壳之后，属于悬挂薄壳之前，结构属于悬索结构；形成薄壳之后，属于薄壳结构。薄壳结构。 1单层悬索体系单层悬索体系 single-layer cable 1 组成组成：由一系列按一定规律布置的单根悬索组成，悬：由一系列按一定规律布置的单根悬索组成，悬索两端锚挂在稳固的支承结构上。索两端锚挂在稳固的支承结构上。 2 单层索

17、系布置形式有：单层索系布置形式有： 平行布置、辐射式布置和网状布置三种。平行布置、辐射式布置和网状布置三种。 它们均为非预应力结构体系，其稳定性是通过增加静荷载以及刚性面于索之上等方式而保证的。它们的结构形态特点是下垂和内凹。 （1）平行布置的单层索系平行布置的单层索系 形成下凹的单曲率曲面，可用于单跨，也形成下凹的单曲率曲面，可用于单跨，也可用于两跨、两跨以上的建筑。可用于两跨、两跨以上的建筑。 但下凹的屋面要注意排水处理。但下凹的屋面要注意排水处理。 水平梁与山墙顶部的压弯构件组成闭合框架，水平梁在索的水平力作用下受弯；顶在水平梁两端的构件承受水平梁端的反力，水平力在闭合框架内自相平衡。索

18、索两端的水平力，由闭合框架自相平衡两端的水平力，由闭合框架自相平衡。 当水平力较大时，可利用下部的框架结构为水当水平力较大时，可利用下部的框架结构为水平梁提供弹性支座。平梁提供弹性支座。 图图d 索的水平力由斜拉索拉索的水平力由斜拉索拉向地锚平衡。向地锚平衡。 图图c 索锚挂在框架顶部，水索锚挂在框架顶部，水平力由框架传至基础。平力由框架传至基础。 德国多特蒙德展览大厅，跨度80m，是目前最大的单跨、单层平行悬索结构。（2）辐射式布置）辐射式布置 下凹的双曲率碟形屋面，不利排水。 中央设柱，形成伞形屋面，有利于排水 辐射式布置的单层索系在圆形的中心设中心拉环；在辐射式布置的单层索系在圆形的中心

19、设中心拉环；在外围设受压外环。外围设受压外环。 内环、悬索、外环形成一自平衡体系。内环、悬索、外环形成一自平衡体系。 受拉内环用钢，受压外环用钢筋混凝土，材尽其用，受拉内环用钢，受压外环用钢筋混凝土，材尽其用，经济合理。经济合理。 辐射式布置的单层索系比平行索系跨度大。辐射式布置的单层索系比平行索系跨度大。 美国阿拉美达郡比赛馆（1967年）， 屋盖跨径达128m，是当前最大的碟形悬索结构。 是国外应用双曲面单层悬索结构最大跨度的工程,它的钢筋混凝土外环是支承在32根X形的钢筋混凝土支柱上, 钢内环直径为13.8m, 内、外环间按幅射状设置了9656钢铰线, 钢索用钢量仅为6.6kg/m2。

20、采用重屋盖来增强屋盖刚度, 还施加了预应力。 前苏联的乌斯契伊利姆斯克汽车库，跨径达206m，是最大的伞形悬索屋盖中关村软件园光盘预应力工程软件广场：四个鼠标加一座光盘， 主体光盘直径约85m，采用车辐式双层索系。外、内环构件均采用钢结构环形盘；内外环间距约20m，采用240根双层分布的径向索将内外环相连。（3）网状布置）网状布置 形成下凹的双曲率曲面，两个方向的索一般呈正形成下凹的双曲率曲面，两个方向的索一般呈正交布置。交布置。 屋面板规格统一，边缘构件屋面板规格统一，边缘构件的弯矩大于辐射式布置。的弯矩大于辐射式布置。山东淄博市化纤厂餐厅单层悬索屋盖。 沿屋盖两对角线布置两根主索，抬高正方

21、形的四个角点、压低四条边的中点，较好地解决了屋面的排水问题。3 单层悬索体系结构的特点单层悬索体系结构的特点 单层悬索体系结构的特点是形状稳定性不好。单层悬索体系结构的特点是形状稳定性不好。（1）形状稳定性）形状稳定性：悬索抵抗机构性位移的能力。：悬索抵抗机构性位移的能力。 形状稳定性与索的张紧程度有关。索内拉力愈大，其形状稳定性与索的张紧程度有关。索内拉力愈大，其抵抗局部荷载引起的机构性位移的能力也愈大，形状稳定抵抗局部荷载引起的机构性位移的能力也愈大，形状稳定性愈好。性愈好。（2）机构性位移：）机构性位移：由平衡形式的改变而引起的位移。由平衡形式的改变而引起的位移。 1 1）平衡形式随荷载

22、分布的不同而变化。平衡形式随荷载分布的不同而变化。 例如，在均布载作用下，悬索呈抛物线形，在不对例如，在均布载作用下，悬索呈抛物线形，在不对称荷载或局部荷载，原来的抛物线不再保持平衡，悬索将称荷载或局部荷载，原来的抛物线不再保持平衡，悬索将产生大的位移，形成与新的平衡形式。产生大的位移，形成与新的平衡形式。 2）抗风能力差。）抗风能力差。 风吸力使悬索内的拉力降低，抵抗机构性位移的能风吸力使悬索内的拉力降低，抵抗机构性位移的能力也降低。力也降低。（3）单层悬索体系结构形状稳定性不好包含单层悬索体系结构形状稳定性不好包含: 4 单层悬索体系具有必要形状稳定单层悬索体系具有必要形状稳定性应采用的措

23、施性应采用的措施 （1）采用重屋面）采用重屋面 恒载克服了风的卸荷作用，使索保持较大的张紧力，恒载克服了风的卸荷作用，使索保持较大的张紧力，提高了抵抗机构变形的能力。但重屋面使悬索截面和支提高了抵抗机构变形的能力。但重屋面使悬索截面和支承结构的受力增大，影响了经济效果。承结构的受力增大，影响了经济效果。 （2）采用预应力钢筋混凝土悬挂薄壳）采用预应力钢筋混凝土悬挂薄壳 在钢索上安放预制屋面板，在板上加额外的临时荷在钢索上安放预制屋面板，在板上加额外的临时荷载，使索伸长载，使索伸长, ,板缝增大，再灌缝。待混凝土达到预定强板缝增大，再灌缝。待混凝土达到预定强度时，卸去临时荷载，板内就产生预应力，

24、屋面就形成度时，卸去临时荷载，板内就产生预应力，屋面就形成了一个预应力混凝土薄壳。了一个预应力混凝土薄壳。 设置横向加劲梁或加劲桁架，使原来单独工作的设置横向加劲梁或加劲桁架，使原来单独工作的悬索连接成整体，在集中力和不均匀荷载作用下，荷悬索连接成整体，在集中力和不均匀荷载作用下，荷载能重新分配，让更多的索参加工作。载能重新分配，让更多的索参加工作。 （3）采用横向加劲构件）采用横向加劲构件安徽省体育馆 桁架加劲的单曲面悬索结构 平面尺寸为 72m 53m的六边形。安徽省体育馆剖面示意图5 垂跨比 悬索的垂度与跨度之比是影响单层悬索体系工作的悬索的垂度与跨度之比是影响单层悬索体系工作的重要几何

25、参数。重要几何参数。 相同跨度、荷载条件下，垂跨比小时，悬索体系曲相同跨度、荷载条件下，垂跨比小时，悬索体系曲面扁平，其形状稳定性和刚度差，索中拉力大；垂跨面扁平，其形状稳定性和刚度差，索中拉力大；垂跨比大时，索系的稳定性和刚度提高，索中拉力减小。比大时，索系的稳定性和刚度提高，索中拉力减小。 一般单层悬索体系的垂跨比为一般单层悬索体系的垂跨比为1/201/10。2预应力双层悬索体系预应力双层悬索体系pretensioned double-layer cable索桁架索桁架(cable truss) 1 组成： 3.形式： 承重索、稳定索和连系杆可在同一平面，其受力特点与平面桁架类似，又称索桁

26、架 。 承重索在稳定索之上或之下，也可交叉。 承重索与稳定索在跨中相连，有利于抵抗不对称荷载。承重索和稳定索错开布置4 优点 双层悬索体系中，设置了相反曲率的稳定索和连系杆，解决了悬索屋盖形状稳定性问题。 索系绷紧后具有一定的形状稳定性，能一起抵抗竖向荷载作用，在集中或局部荷载作用时变形较小；整个体系的刚度提高。 预应力双层索系，可采用轻屋面材料，具有较好的抗震性能。 承重索垂跨比一般为1/201/15，稳定索的拱跨比为1/201/25。 北京工人体育馆（ 1961年） 车辐式的双层悬索结构。 内环高11.0 m，直径16m，外环梁截面 2m2m，下索的垂跨比115.7；上索的拱跨比119。

27、1986 年 吉林滑冰馆 （67.4m76.8m） 平行布置的预应力双层悬索体系。 1承重素；2稳定索；3桁架檩条；4波形檩条；5水平基础梁；6压杆；7、8拉杆 1991年 无锡县体育馆43m40m 单曲面双层悬索结构屋盖，设计的特点是将位于同一平面的承重索与稳定索在跨中点交接, 提高结构抵抗不对称变形的能力和屋盖刚度。 承重索和稳定索均位于同一竖向平面内, 索与系杆构成了类似索梁或索桁架体系, 属受力平面体系, 也称此为拉索桁架。 吉林冰球馆屋盖是在单面双层悬索结构形式基础上, 采用了双层预应力悬索结构, 与无锡县体育馆不同的是承重索和稳定索不在一个平面内, 是相互错开半个柱距, 形成立体拉

28、索桁架。 在跨中2/3范围内稳定索高于承重索, 而两端的稳定索则低于承重索,使屋面形成筒形和波形相交的不同区段。 通过对双索张拉建立起预应力, 使钢索始终保持足够大的张紧力,提高屋盖的刚度和稳定性。 钢索两端分别锚固在与看台框架连成一体的空间框架支柱上, 形成了独特的立面造型。 美国加州英格莱伍德体育馆，屋盖跨径达124m，是最大跨径的辐射式布置的悬索屋盖。 钢拉环高9.06m，d= 9.75m，钢筋混凝土外环 2.44m 1.22m； 承重索垂跨比1:16，稳定索拱跨比1:85 。 （1966年） 瑞典斯德哥尔摩约翰尼绍夫滑冰场 平面尺寸83m118M， 屋盖跨度达83m。 平面双层索系，连

29、系杆斜向布置。是世界上第一个索桁架结构。芬兰赫尔辛基冰上运动场 1966年荷兰鹿特丹体育馆 德国法拉克福技术检查局机动车检修场 1971年罗马尼亚布加勒斯特文体宫 1974年 成都城北体育馆悬索屋盖 1979年 车辐式双层索系 承重索、稳定索的垂跨比及拱跨比均为1/20 广汉市文化宫悬索屋盖 美国布鲁塞尔世界博览会展馆 1958年 车辐式双层索系 中心环高8.5m，d20m，上、下环梁截面采用 6层 400mm20mm钢板组合，以高强度螺栓连接，外环梁用型钢组合，截面宽度6m，支承柱也为钢管制成。全部耗钢量1250t，仅用 9周完成全部钢结构安装。 美国纽约由提喀市大会堂 辐射式布置索桁架 现

30、浇钢筋混凝土外环梁截面1.52m1.83m。 意大利热那亚体育馆悬索屋盖 车辐式双层悬索体系 内环的上环梁与下环梁之间做成双曲抛物面的钢管网格曲面，屋面采用平均厚度 3.5mm的透明增强聚酯纤 前苏联列宁格勒体育馆 1967年前苏联在列宁格勒建成列宁格勒纪念体育馆, 其平面为圆形车辐式索桁架方案, 直径达93m, 索桁架的高跨比为1/17, 是当时世界上巨型体育建筑之一。 丹麦赫尔宁体育馆 1974年 辐射式双层索系钢中心环和钢筋混凝土外环各二层。 美国弗吉尼亚汉普顿大厅 1975年 辐射式双层索系 承重索与稳定索相互交错排列在外围1/6跨度范围形成波形屋面，外环梁一层。3预应力鞍形索网预应力

31、鞍形索网 cable nets 1 鞍形索网 由相互正交、曲率相反的两组钢索叠交而形成的一种负高斯曲率的曲面悬索结构。 下凹的承重索在下,上凸的稳定索在上,索网周边悬挂在边缘构件上。 和双层索系一样，鞍形索网也要建立预应力。 预应力鞍形索网体系，虽然是单层体系,但鞍形索网在经纬两向的索是朝相反方向张拉的。 对其中一组或同时对两组索进行张拉。预应力达到一定程度时，鞍形索网就具有一定的形状稳定性和刚度。 在外荷作用下，承重索和稳定索共同工作，索始终保持张紧。 鞍形索网与双层索系的区别：双层索系属平面结构体系，鞍形索网属于空间结构体系。常见的鞍形索网形式 2 索网曲面的几何形状索网曲面的几何形状 取

32、决于所覆盖的建筑物平面形状、支承形式、预应力的大小和分布以及外荷作用等因素。 预应力索网可视为一张网式蒙皮，绷紧悬挂在空间边缘构件上，可覆盖任意平面，曲面几何形状千姿百态。 鞍形索网要保证必要的矢跨比，曲面扁平的索网一般要施加很大的预应力才能达到必要的结构刚度和形状稳定性，不经济。 3 鞍形索网的边缘构件鞍形索网的边缘构件 边缘构件形式有闭合的空间曲梁、直线构件、拱等。 边缘构件要满足本身的强度和索网的必要刚度。 索网的周边构件受力较大, 即使做成曲线形状, 也常产生相当大的弯矩, 因而需要有强大的截面。 边缘构件除用以锚固索网, 承受索网轴力引起的压力和弯矩的作用外, 还可以通过调整边缘构件

33、的结构形式, 获得建筑造型多样化的效果。 对索网结构必须施加预应力, 以提高体系的稳定性和刚度。由于存在曲率相反的两组索, 对其中任意一组或同时对两组进行张拉, 均可实现预应力。 索网结构的工作原理同双层索系极为相似。当预应力值足够大时, 索网结构具有相当好的稳定性和刚度, 因而可采用轻屋面。 边缘构件和支承结构是索和索网结构赖以“ 生存的基础” 。1985年1月意大利米兰体育馆的悬索屋盖圆形平面, 马鞍形交叉索网经历了一场大雪后, 由于圈梁(箱形钢梁6.525mx2.6m , 板厚12cm),在图所示的A、B、C、D点处钢材屈服, 导致屋盖严重破坏。 索与索网锚固的地方既存在竖向反力, 也存

34、在较大的水平推力。 因此, 边缘构件和支承结构必须足以承担它们所引起的内力, 并具有足够刚度。 同时, 在悬索锚固点上存在着较大的水平推力, 也可能使支承柱底产生巨大的弯矩和水平力。 交叉索网体系, 常根据建筑造型和平面形状采用柱、拱、刚架等作为支承结构，周边采用封闭的圈梁、斜梁、斜拱或钢索作为边缘构件。 这些边缘构件在设计时都应尽量使它只有压力而没有扭矩和尽可能小的弯矩。 浙江省人民体育馆1968年建成，平面椭圆形，长轴 80m，短轴 60m，建筑面积 12600m2，容 纳5420观众。 屋盖双曲抛物面预应力鞍形索网体系。索网的边缘构件是闭合的空间钢筋混凝土曲梁，截面为2.0m0.8m，曲

35、梁支承在与看台结构结合在一起的框架柱上。 承重索平行于长轴布置，间距1m，中央承重索垂度 4.4m，垂跨比约1/18;稳定索沿短轴方向布置，间距 1.5m，中央稳定索拱度2.6m，拱跨比约1/21。 空间曲梁在屋面荷载作用下，长轴收缩，短轴外伸，在曲梁上设置平行于稳定索的拉索，提高了曲梁在平面内的刚度。 施加预应力： 索网在预应力阶段在曲梁内产生的弯矩，与加载时在梁内产生的弯矩方向相反。 对索网施加预应力按： 加预应力0.4kN/m2加屋面荷载0.3kN/m2再加预应力0.3kN/m2再加屋面荷载0.4kNm2 的二次加预应力和二次加载的方法使梁内弯矩尽可能相互抵消，使曲梁的弯矩绝对值降底。

36、当时的设计达到了世界先进水平，技术经济指标很好，包括外环梁在内全部耗钢量仅为17.3kNm2。前南斯拉夫莱士科瓦克纺织博览会展馆 1959年 鞍形正交索网,中央承重索垂度11.6m，垂跨比1/6.3，中央稳定索拱度5.7m，拱跨比1/10.5，承重索85mm，稳定索35mm高强钢丝。索网锚固于两倾斜的平面供上，拱截面3.0m0.7 m，两拱交于零标高处，拱脚处推力由重力摩擦型基础抵抗。屋面在索网上铺 0.2m 0.2m的6钢筋网，浇注混凝土60mm形成悬挂混凝土薄壳 。预应力鞍形“索网”结构 美国1953 年建成“雷里”体育馆, 首先创建了预应力鞍形“索网”结构, 1983 年加拿大又建成了卡

37、尔加里滑冰馆, 平面为椭圆形, 长轴135.3m, 短轴129.4m, 该体育建筑为世界上目前最大跨度的预应力鞍形“索网”结构。 我国在鞍形“索网”结构方面也有成功的范例。1967 年建成的杭州体育馆, 平面为椭圆形, 其长、短轴尺寸为80m、60m,索的边缘构件为钢筋混凝土空间曲梁, 由双向正交抛物面预应力鞍形索网组成屋面, 上悬稳定索施加预应力后相当于对下层承重索施加了40kg/m2 的垂直荷载, 以抗风并保证稳定, 有较好的技术经济指标, 达到当时的世界先进水平。 双层悬索体系( 索桁架、鞍形索网、圆形车辐式双层悬索) 是完全柔性结构, 结构刚度主要由索体中的张力提供。 但通过对索施加预

38、应力使其“刚化”的手段, 会加大边缘支承结构的负担, 影响其技术经济指标。 因此, 随着悬索结构的应用和发展, 又出现了几种新型的悬索结构形式。四四 劲性索、横向加劲单层索系与索拱体系劲性索、横向加劲单层索系与索拱体系 1 劲性索结构（1）劲性索结构的组成 柔性悬索不能抗弯、抗压，劲性索结构是以具有一定抗弯和抗压刚度的曲线形实腹或格构式构件来替代柔索的悬挂结构。 1）在全跨荷载作用下，与柔索一样，仍以受拉为主； 2）在半跨或局部荷载作用下，变形比柔索小。 因为它具有一定的抗弯刚度，不需要施加预应力就具有良好的承载力，对支承结构的作用小，施工程序简单。（2） 特点 代表作有1964 年建成的日本

39、代代木体育馆、前苏联1980 年建成的22 届奥运会游泳馆和莫斯科奥运会中心体育馆。 前苏联第22届奥运会 游泳馆 劲性索结构 椭圆形，轴线轮廓尺寸126m104m，屋面最高点达46m，覆盖面积 10000m2，观众席位 12000个。 承重结构两个斜置的、跨度为120m的钢与钢筋混凝土组合的双铰拱。 两拱在建筑物的一端共用一个拱脚基础；另一端各自支承在单独的拱脚基础上，满足建筑和使用上的要求。 劲性索为抛物线形平行弦平面桁架,沿短轴方向平行悬挂,截面高度2.5m,上弦40号槽钢,下弦20号槽钢,腹杆10010角钢。 劲性索的两端铰接在拱上,跨度为40m104m，间距4.5m，最大跨度的劲性索

40、垂度为18m。 由于拱体轴线设计得不够合理，周边未封闭，支承结构中断，拱的内力较大，制造安装费工，不够经济。 两个拱在竖向支承于间距6m的钢柱上。拱体截面 2m3.3m，由12mm20mm钢板焊成开口箱形，在箱体内配置钢筋并浇注C40混凝土。2 预应力横向加劲单层索系预应力横向加劲单层索系( (索梁（桁）体系) 将平行布置的单层悬索锚固好, 在索上敷设与索方向垂直的实腹梁或桁架等横向劲性构件，下压这些横向构件的两端，使其产生强迫位移后固定。 索与横向体系建立了预应力，形成了预应力横向加劲单层索系屋盖结构， 结构的刚度和抵抗不均匀荷载作用的能力提高。 结构体系由原来的平面受力状态变为空间受力状态

41、。 使用阶段，横向构件在荷载作用下的内力和变形与预应力阶段部分抵消，同时由于横向构件的参与，减轻了索的负担，索传给支承结构的水平力比一般单层索系小。 影响横向加劲单层索系受力性能的主要因素：影响横向加劲单层索系受力性能的主要因素： 1）支承结构刚度： 支承结构应具有较强的刚度，否则支承端的位移会引起体系中索与横向构件荷载的重分布。 2）预应力： 体系中预应力的大小要适当。预应力过大会加大索和支承结构的负担，影响经济性。 3）索与横向构件的刚度比： 过柔的横向构件起不到加劲作用；过刚分担的荷载过多，索的作用不能充分发挥，体现不出悬索体系的优越性。 安徽省体育馆为预应力横向加劲单层索系预应力横向加

42、劲单层索系结构的代表, 通过横向搁置在单层悬索上的刚性桁架支座的强迫位移, 对索施加预应力, 以保持屋面的稳定；利用周边功能用房钢筋混凝土屋面, 组成自平衡的边缘支承构件, 为世界上首例， 获得国内外工程界的好评。 随后, 上海杨浦体育馆、广东潮州体育馆又相继建成, 尤其是潮州体育馆在采用该结构方案的同时又在建筑造型上有所创新。1989年 安徽省体育馆 安徽省体育馆总建筑面积 19200m2，可容纳6500席观众 建筑平面为不等边的六边形，纵长84m，横向最宽69m。悬索沿长向布置，索跨72m，垂度4.5m，索距1.5m，每根索由5根75mm钢绞线组成，索的水平力由抗侧刚度较大的看台框架承担。

43、 横向构件为梯形钢桁架，桁架间距6m，桁架最大跨度42m，桁架跨中截面高度3.2m，端部高度1.6m，上、下弦由两肢1258010角钢组成T形截面。 屋盖总用钢量22kgm2，其中索为3.7kgm2。潮州体育馆 1992年 体育馆屋面为双曲扭壳，正方形平面 56m56m，跨度为45m，体育馆屋面选用玻璃纤维混凝土板加铝合金屋面板。采用中国建筑科学研究院开发的索桁架结构体系 潮州体育馆 屋盖结构的全部用钢量为30kgm2，其中索3.2kgm2，桁架18.7kgm2，檩条及支撑8.1kgm2。 鞍形横向加劲单索体系，通过预压钢桁架对钢索施加预应力以完成整个结构体系的形成。3 3 预应力索拱体系预应

44、力索拱体系 在双层索系或鞍形索网中，以实腹式或格构式劲性构件代替上凸的稳定索，张拉承重索或对拱的两端下压产生强迫位移，使索与拱互相压紧，形成预应力索拱体系。 由双层索系演变的、平面索拱体系。 由鞍形索网演变的、鞍形索拱体系。 与单纯的悬索比较， 索拱体系刚度大，抵抗不均匀荷载的结构形状稳定性好，所需的预应力小。 与单纯的拱比较，索拱体系中的拱与张紧的索相连，整体稳定性较好，拱所需的截面小。 工作原理：在预应力阶段，拱受到索向上的作用而受拉；荷载阶段，索拱共同抵抗荷载作用，拱在所分担的部分荷载作用下受压，其中部分压力与预应力阶段的拉力抵消。 前苏联列宁格勒的泽尼特体育馆平面尺寸为 72m 126

45、m，屋盖为平面索拱体系。五五 组合悬索结构组合悬索结构 将两个或两个以上的悬索体系和中间支承结构组合在一起，而形成的各种组合结构。 组合结构会使建筑造型更加多姿多彩。 丹东体育馆平面为六边形，轮廓尺寸 90m X 90m，屋盖结构由中央刚架和两侧的两片单层平行索系组成。 刚架跨度48m，钢筋混凝土结构，横梁为箱形截面，尺寸3.5m3.6m。每片单层索高端锚在中央刚架横梁的腹板上；低端则锚于斜卧在看台框架的横梁上。索的水平力由横梁传到看台框架，看台框架斜梁伸入地面以下，然后设置地梁平衡两侧看台传下的水平力。索上铺钢筋混凝土预制屋面板，加临时荷载，灌缝形成混凝土悬挂薄壳。 丹东体育馆和无锡县体育馆

46、将承重索锚固在看台框斜架的悬臂柱上, 由于悬臂柱顶的水平推力与看台作用的荷载是同时存在的, 使它们产生的弯矩符号相反, 对结构受力起了卸荷作用其次两侧看台框架柱底之间连接的地梁, 可以起到平衡水平推力的作用。这样钢索产生的水平推力经过看台斜框架传至柱底, 最后传给地梁, 使各杆件间的内力相互平衡, 从而形成了整个结构体系的封闭力系。 1991年 无锡县体育馆43m40m 单曲面双层悬索结构屋盖，设计的特点是将位于同一平面的承重索与稳定索在跨中点交接, 提高结构抵抗不对称变形的能力和屋盖刚度。 承重索和稳定索均位于同一竖向平面内, 索与系杆构成了类似索梁或索桁架体系, 属受力平面体系, 也称此为

47、拉索桁架。 四川省体育馆组合索网结构 平面近似矩形,轮廓尺寸 73.7m 79.4m,屋盖结构由中央的一对相互倾斜的抛物线拱和两侧的两片预应力鞍形索网组成。中央钢筋混凝土拱跨度102.45m,矢高39.24m。 鞍形索网的平面投影形状近于梯形，索网一边锚于中央大拱上；另三边锚于直线形的钢筋混凝土边梁。 青岛体育馆的组合索网结构 平面为鸭卵形,轮廓尺寸为87m74m,中央两个钢筋混凝土大拱为圆弧形,相互倾斜交叉。两侧的两片鞍形索网分别锚挂于大拱和卵形曲线的钢筋混凝土边梁上。 北京朝阳体育馆 平面轮廓尺寸69m78m。屋盖结构由中央索拱体系和两片鞍形索网组成。中央索拱由两条悬索和两个格构式的钢拱组

48、成；索和拱分别布置在相互对称的四个斜平面内，构成桥梁式的立体预应力索拱体系。 索和拱的两端支承在四片三角形钢筋混凝土墙上。为减小中央索拱结构的跨度，将三角形支承墙嵌入大厅，使拱的跨度减小到57m,索跨减小到59m。 两片预应力鞍形索网悬挂在中央格构式钢拱和外侧的钢筋混凝土边拱上。中央两个钢拱间设置透明屋面作采光带。 美国耶鲁大学溜冰场 屋盖结构由沿建筑物纵轴竖立的中央钢筋混凝土平面大拱和两侧的两片预应力索网组成。 中央大拱跨度近100m。拱顶截面 0.915m 1.53m，两端支座逐渐加大。房屋中部73.2m范围内,曲梁和大拱的轴线均为平面抛物线,靠近两端的部分由许多圆弧曲线组成。 日本东京代

49、代木体育馆 屋盖结构的主要组成部分是悬挂在两个塔柱的两条中央悬索及两侧的两片鞍形索网。 两根主悬索悬挂在塔柱的标高为39.6m。主索的跨长126m，垂度9.6m，主悬索的拉力通过边跨斜拉索传至基础，锚于巨大的地下锚块。两端锚块之间设置两根通长的拉杆，以平衡水平力。 日本岩手县体育馆 屋盖结构由中央的两个相对倾斜的钢筋混凝土大拱和两侧的预应力鞍形索网组成。 中央大拱的轴线为平面抛物线，其箱形截面由拱顶向支座逐渐变大。拱脚处设置通长的拉杆以平衡大拱的水平推力。索网悬挂在大拱和外周的曲梁上，周边曲梁为倾斜的抛物线平面拱，屋面为悬挂混凝土薄壳 。 德国慕尼黑溜冰馆 1983年 椭圆平面104m67m,

50、 屋盖部分为87m64m。 每片索网悬挂于钢拱和边索上。 屋盖结构由中央落地平面三角截面钢拱和两片预应力鞍形索网组成。钢拱为三角形截面的格构式钢管结构。晋城体育中心 由两个平行的钢拱架悬吊椭球面形状的钢结构屋面，钢拱跨度120米，屋面的水平投影为椭圆形状，长轴81米、短轴69米。六六 悬挂薄壳与薄膜结构悬挂薄壳与薄膜结构 1 预应力悬挂薄壳 为解决单层悬索体系刚度和形状稳定性，在索系上铺设预制混凝土屋面板，形成预应力混凝土悬挂薄壳。 预应力悬挂薄壳，在施工阶段由悬索体系承受钢索、屋面板和额外的临时荷载；壳体形成后，屋盖以壳面力抵抗的荷载(如防水、保温、吊顶等恒载以及风、雪荷载等)。 与柔性悬索

51、相比，预应力悬挂薄壳结构刚度和形状稳定性好、抵抗局部荷载的能力强。 一般悬挂薄壳的变形仅为索网结构的110。 悬挂薄壳将高强钢索与混凝土板有机地结合为一整体，集承重与围护功能于一体，充分利用高强钢索抗拉强度高及混凝土抗压性能好的特点。同时混凝土能保护钢索，解决了防腐问题。2 悬挂薄膜结构悬挂薄膜结构 (1) 钢悬挂薄膜结构 以26mm厚的薄钢板带替代索，施工时将钢板带，在屋面上焊成整体。 跨度较大时，施工安装阶段以柔性或劲性的悬挂体系作为钢膜的支承骨架，悬膜结构形成后，与膜共同受力，主要以薄膜抗拉承受荷载。 钢薄膜有承重与围护双重功能，结构自重轻，适用于100m以上的大跨屋盖。 与柔索体系相比

52、，钢索膜具有较好的刚度和形状稳定性，施工速度快。 列宁格勒体育比赛馆，跨径160m，当时是世界上直径最大的圆形悬挂结构。（第22届奥运会 1980 年建成） 支承结构为辐射式布置的预应力双层悬索，在索桁架上弦索上铺6mm厚薄钢板，作屋面防护, 又使其成为与上弦索共同工作的索膜结构。 中心拉环的上环梁直径24m，下环梁直径72m，上、下索之间以斜拉杆相连。 前苏联第22届奥运会中心运动场,平面为椭圆形，长轴224m，短轴 183m，覆盖面积达 38800m2,可容 4.5万观众。 正高斯曲率悬膜结构,钢膜由桁架式劲性索、环形型钢肋支承，悬挂在内环梁和外环梁之间。劲性索呈辐射式布置，索的上、下弦杆

53、都是40号槽钢。环形型钢肋连在劲性索之间。内环梁呈椭圆形,长轴30m,短轴 24.5m。 外环梁截面尺寸1.75m5m，由型钢、钢板焊成的槽钢,内灌混凝土, 由间距20m的钢柱支承。钢膜在环向、径向双向受拉，外环梁受压。 钢膜是5mm厚的低合金钢板,在工厂焊成面积达500m2的扇形整体,以卷材方式运到现场,安放在就位后的桁架上展开,用高强度螺栓连于劲性索的上弦和环形型钢肋上。 每平方米投影面积的总耗钢量为 126.2 kgm2，其中钢板膜40kgm2，辐射桁架和环向加劲肋14.4kg/m2，内环5.6kgm2，外环（包括混凝土)47kg/m2，钢柱及配件20.2kg/m2，屋盖承重结构自重仅为

54、 60kgm2。2 涂层织物悬挂薄膜结构涂层织物悬挂薄膜结构 源于生活中的帐篷,在技术上比钢索膜索结构更先进，是本世纪70年代迅速发展的一种崭新结构。 悬膜结构的薄膜材料由柔性织物和涂层复合而成。 索承膜结构:用钢索来加强薄膜，用桅杆、拱等刚劲结构将钢索和薄膜悬挂起来，利用柔性索对膜面施加预张力，将膜材绷紧形成具有一定刚度和稳定性的结构。 涂层织物悬膜结构自重轻、工期短，造形随意，透光性好，它兼承重和围护双重功能，是大跨建筑的理想结构形式。 涂层织物膜材厚度一般为0.51.0mm，自重为0.52.0kgm2，包括膜材、索及支承结构在内的全部屋盖结构自重为10kgm2 左右,膜材可在工厂剪裁加工

55、、打卷，安装设备简单。 加拿大林赛公园体育中心 1985年建成，屋盖由一个跨越建筑物的格构式钢拱和两片鞍形索网组成，落地拱的跨度 122m，矢高36.5m。钢索悬挂在拱与水平的椭圆形环梁之间，索网上敷以涂层织物薄膜。 沙特阿拉伯法赫德国际体育场 （1986年） 钢索桅杆支承的薄膜结构。上海8万人体育场，平面投影呈椭圆型，尺寸为288.4m274.4m，顶部中间开椭圆孔150m213m。 挑篷为鞍型大悬挑环状空间结构，覆盖面积36100m2。悬挑长度22.973.5mm。在径向悬挑钢管桁架与环向桁架组成的鞍形骨架上，架立59个由8根拉索与1根压杆立柱组成的伞状拉索结构。七七 混合悬挂体系混合悬挂

56、体系 混合悬挂结构由柔性悬索与刚性构件组合而成。 有：1）横向加劲索系 2）索拱体系 3）吊挂式 4）斜拉式1 1 吊挂式混合结构吊挂式混合结构 利用悬索桥的原理，用一系列竖向吊杆把刚性的屋面构件连于上方的悬索，悬索通过吊杆为刚性的屋面提供弹性支承，刚性屋盖的部分荷载由悬索承担。 被吊挂的刚性构件为梁、桁架、刚架、网壳、网架等。 悬索和吊杆均为受拉构件，所以混合悬挂体系总体合理、经济。 法国的洛里恩军械库，世界上最早的吊挂混合结构。美国的俄克拉荷马国际银行 用吊索将屋盖与落地大拱相连，拱为刚性的屋盖弹性支承。2 斜拉式混合结构斜拉式混合结构 应用斜拉桥的原理，由塔柱顶部挂斜拉索直接与刚性的屋盖

57、构件相连。 斜拉索为刚性屋盖构件提供中间弹性支承，分担部分荷载，并直接从塔柱传至基础，比吊挂体系传力路线简捷，斜拉索的制作安装简便。 斜拉索应尽可能地对称布置，减小不平衡力。斜拉式混合悬挂体系的形式斜拉式混合悬挂体系的形式 不对称布置 对称布置 斜拉拱 斜拉挑棚 斜拉网架 吊挂与斜拉式体系施加预应力后，使索在使用期间保持张紧，保证索与刚性构件共同工作，防止风吸力作用下柔索发生松弛。 通过张拉悬索，对刚性构件施加反变形，使刚性结构具有更好的结构性能。 北京奥林匹克中心游泳馆 （1990年亚运会） 斜拉结构，屋盖覆盖面积117m78m。 斜拉索从建筑物两端塔柱的一侧伸出，将沿纵向布置的中央箱形钢梁

58、拉住，横向布置的平面钢桁架一端支承在中央钢梁上，另一端支承在钢筋混凝土框架柱上。 北京奥林匹克综合馆 屋盖覆盖面积为 83.2m 70m。 斜拉索从建筑物两端的两个塔筒伸出，与沿建筑物纵向布置的中央立体桁架相连，横向两侧的两片网壳支承于中央立体桁架上。 呼和浩特民航机库 （1991年建成） 斜拉屋盖平面尺寸为(9.5429.5)m63m。 屋盖由主跨框架柱升高作为塔柱，由塔柱两侧挂下斜拉索与主跨及附跨的钢屋架相连。42m主跨的屋架中间有斜拉索支承，截面高度由4m降至1m。 无锡县游泳馆 1992年建成斜拉屋盖（19m31.5m ）。 它利用二层辅助房升高形成门形塔柱，从塔柱一侧伸出5道扇形斜拉

59、钢索，将钢筋混凝土梁板屋盖拴拉住, 形成了一座覆盖面积为19m31.5m)的独塔双索面预应力钢筋混凝土斜拉屋盖。 美国肯尼迪机场候机楼，建筑平面为椭圆形，长轴161m，短轴129m。 屋盖钢梁支承在钢筋混凝土柱上，两端向外悬伸34.8m，从钢筋混凝土柱上伸出一短柱，由其吊下钢缆绳与悬伸钢梁的自由端和中部相连，钢缆绳对较大悬伸钢梁起了有效的支承作用。 1958年布鲁塞尔世界博览会前苏联展馆 平面尺寸为 150m72m，主要横向结构由两根格构式钢桅杆、跨度12m的钢桥架、跨度24m的天窗架以及由桅杆顶端下伸的钢缆绳组成。 钢桁架一端铰支在桅杆上，另一端由钢缆绳悬挂至桅杆顶部。在这一体系中，天窗重量

60、超过外墙重，利用埋固在地基中的钢墙架（兼作窗档）保持平衡。 美国环球航空公司费城飞机库，平面尺寸82.4m39.7m。 悬挑屋盖由10对65的钢缆绳斜拉至附跨的框架上，附跨跨度13.1m，采用钢筋混凝土结构，以其自重抵抗斜拉索的拉力。美国某飞机库斜拉屋盖 美国匹茨堡展览中心斜拉网架结构，屋盖（99m88m), 由中间双柱悬吊。美国俄克拉荷马多伦萨展览中心 意大利佩西亚花卉市场 张弦梁结构 是一种力学自平衡的结构，除因温度应力对支承结构产生水平推力外, 外荷载不产生推力。 我国1997 年首次在上海浦东国际机场航站楼中采用, 是在引进法国技术的基础上作了改动和创新, 建成水平投影跨度82.6m