大跨与空间钢结构讲义

空间结构体系空间结构能适应不同跨度、不同支承条件的各种建筑要求。形状上也能适应正方形、矩形、多边形、圆形、扇形、三角形以及由此组合而成的各种形状的建筑平面，同时，又有建筑造型轻巧、美观、便于建筑处理和装饰等特点。大跨度空间结构体系主要包括网架、网壳结构、悬索结构和索膜结构。

1网架及网壳结构

空间网架及网壳是一种空间网格结构，它以大致相同的格子或尺寸较小的单元重复组成，实质为一种空间受力的桁架结构，与平面结构比较，由于在荷载作用下三向受力，避免了在平面结构中的层层传力现象，且结构的刚度也较平面结构高。

空间结构中以网架和网壳结构应用最广，分为：

平板网架——平板型的空间网格结构；网壳——曲面型的空间网格结构。

1.1网架及网壳结构的特点（1）三维受力、能承受来至各个方向的荷载；（2）网架结构系高次超静定结构，整体性及稳定性好、空间刚度大；（3）体系稳定、抗震性能好，在7度及7度以下地区可不进行抗震验算；（4）结构高度小（约是平面桁架高度的2/3、自重轻、节约钢材；（5）杆件及配套零件规格化、便于工业化生产，但制造精度要求高；（6）适应性强、平面布置灵活。

1.2平板式空间网架的形式平板网架无论在设计、计算、构造还是施工制作等方面均较为简便，可适用于大、中、小各种跨度的屋盖结构体系。

网架结构的形式较多。按结构组成，通常分为双层或三层网架；按支承情况分，有周边支承、点支承、周边支承与点支承混合、三边支承一边开口等形式；按网架组成情况，可分为由两向或三向平面桁架组成的交叉桁架体系、由三角锥体或四角锥体组成的空间桁架角锥体系等等。

按结构组成分类

（1）双层网架由上、下两个平放的平面桁架作弦杆层，上、下两弦杆层间设有腹杆层相互联系。上、下层的杆件称为网架的上弦杆、下弦杆，位于两层之间的杆件称为腹杆。网架通常采用双层。（2）三层网架由三个弦杆层以及层间的两层腹杆杆件组成。一般用于跨度及荷载较大时，也可用于局部加强。按支承情况分类（1）周边支承网架

网架的所有节点均搁置在柱或梁上，因传力直接、受力均匀，是采用较多的一种形式。当网架周边支承于柱顶时，网格宽度可与柱距一致。网架周边支承于圈梁时，网格的划分比较灵活，可不受柱距的约束。

（2）点支承网架点支承网架可置于四个或多个支承上。a图称为四点支承网架，b图称为多点支承网架。（a）（b）

点支承网架主要用于大柱距工业厂房、仓库以及展览厅等大型公共建筑。由于支承点较少，支点反力较大。为了使通过支点的主桁架及支点附近的杆件内力不致过大，宜在支承点处设置柱帽以扩散反力。点支承网架周边应有适当悬挑以减少网架跨中挠度与杆件的内力。(3)周边支承承与点支支承混合合网架在点支承承网架中中，当周边设设有维护护结构和抗风柱柱时，可可采用周边支承承与点支支承混合的形式式。这种种支承方式适用用于工业业厂房和展览厅厅等公共共建筑。。(4)三边支承承或两边边支承网网架由于建筑筑功能的的要求，，需要在在一边或或两对边边上开口口，因而而使网架架仅在三三边或两两对边上上支承，，另一边边或两对对边处理理成自由由边。自自由边的的存在对对网架的的受力是是不利的的,为此此一般应应对自由由边作出出特殊处处理。普遍的做做法是，，在自由由边附近近增加网网架的层层数（见见a图），或或者在自自由边加加设托梁梁、托架架（见图图b）。对中中、小型型网架亦亦可选择择增加网网架高度度或局部部加大杆杆件截面面等方法法。按网格组组成分类类1交叉叉桁架体体系这类网架架由若干干平面桁架相相互交叉叉组成。。竖向平面面桁架的的形式与与一般平面面桁架相相似，根根据平面桁桁架布置置方式及及交角的不不同，可可分为几几种形式。。（1）两两向正交交正放网网架两向正交交正放网网架的构构成特点点是：两两个方向向的平面面桁架垂垂直交叉叉，且分分别与边边界方向向平行。。这种网网架的上上、下弦弦平面呈呈正方形形，基本本单元为为六面体体，属几几何可变变。为保保证结构构的几何何不变性性以及增增加空间间刚度，，应适当当设置水水平支撑撑，以有有效传递水平平力。对对周边支支承网架架，水平支撑撑宜在上上弦或下下弦网格格内沿周边边设置；；对点支支承网架架，水平支撑撑则应在在通过支支承点的的主桁架附附近设置置。两向正交交正放网网架的受受力状况况取决于于平面尺尺寸及支支承情况况。对于于周边支支承、正正方形平平面的网网架，其其受力类类似于双双向板。。两向正交交正放网网架沿两两个方向向的杆件件内力差差别不大大，受力力比较均均匀。但但随着边边长比的的变化，，单向传传力作用用渐趋明明显，两两方向杆杆件内力力差别也也随之加加大。对对于点支支承网架架，支承承附近的的杆件及及主桁架架跨中弦弦杆的内内力最大大，其它它部位杆杆件的内内力很小小。两向正交交正放网网架适用用于正方方形或接接近正方方形以及及狭长矩矩形的建建筑平面面。（2）两两向正交交斜放网网架两向正交交斜放网网架的构构成特点点是：两两个方向向的竖向向平面桁桁架垂直直交叉，，且与边边界成45°夹夹角。两向正交交斜放网网架中平平面桁架架与边界界斜交，，各片桁桁架长短短不一，，靠近角角部的短短桁架相相对刚度度较大，，对与其其垂直的的长桁架架有一定定的弹性性支承作作用，从从而减小小了长桁桁架中部部的正弯弯矩。在在周边支支承情况况下，它它较两向向正交正正放网架架刚度大大、用料料省。对对矩形平平面其受受力也较较均匀。。当长桁桁架直通通角柱时时，四个个角支座座会产生生较大向向上拉力力，设计计中应予予注意。。如采用用图b所示布置置方式，，拉力可可由两榀榀桁架承承受。适用于正正方形和和长方形形的建筑筑平面。。（3）三向网架三向网架的构构成特点是：：三个方向的的竖向平面桁架互成60°角斜向交交叉。在三向网网架中，上、、下弦平面的网网格均为正三角形，因此此这种网架是以若干稳定定的三棱体作为基本单元元所组成的几何不变体系系。2四角锥体体系这类网架以四四角锥为其组组成单元。网网架的上、下下弦平面均为正正方形网格，，上、下弦网格格相互错开半格使下弦弦平面正方形的四个顶顶点对应于上弦平面正正方形的形心，并以腹腹杆连接，即形成若干四四角锥体。正放四角锥网网架正放四角锥网网架的构成特点是是：以倒四角锥体为组组成单元，上、下弦杆均均与相应边界平行。正正放四角锥网架的上、、下弦节点均分别连接接八根杆件。正放四角锥网网架的杆件受受力比较均匀匀，空间刚度度较其它类型型四角锥网架架及两向网架架为好。当采采用钢筋混凝凝土板作屋面面板时，板的的规格单一，，便于起拱，，屋面排水相相对容易处理理。但因杆件件数目较多其其用钢量可能能略高些。正放四角锥网网架一般适用用于建筑平面面呈正方形或或接近于正方方形的周边支支承、点支承承（有柱帽或或无柱帽）大大柱距、以及及设有悬挂吊吊车的工业厂厂房与有较大大屋面荷载的的情况。正放抽空四角角锥网架构成特点：在在正放四角锥网架的基基础上，除周周边网格不动外外，适当抽掉掉一些四角锥单单元中的腹杆杆和下弦杆，使使下弦网格尺尺寸比上弦网格格尺寸大一倍倍。其受力与正交交正放交叉梁梁系相似。正放抽空四角角锥网架的杆杆件数目较少少，构造简单单，经济效果果好，起拱比比较方便。不不过抽空以后后，下弦杆内内力的均匀性性较差，刚度度比未抽空的的正放四角锥锥网架小些，，但能够满足足工程要求。。正放抽空四角角锥网架适用用于中、小跨跨度或屋面荷荷载较轻的周周边支承、点点支承以及周周边支承与点点支承混合等等情况。斜放四角锥网网架斜放四角锥网网架的构成特点：：以倒四角锥体为组成成单元，由锥底构成的的上弦杆与边界成45°夹角，而连接各锥顶顶的下弦杆则与相应边边界平行。斜放四角锥网网架上弦杆长长度比下弦杆杆长度小，在在周边支承的的情况下，通通常是上弦杆杆受压，下弦弦杆受拉，因因而杆件受力力合理。此外外，节点处汇汇交的杆件（（上弦节点六六根，下弦节节点八根）相相对较少，用用钢量较省。。周边支承的斜斜放四角锥网网架，在支承承沿周边切向向无约束时，，四角锥体可可能绕Z轴旋旋转而造成网网架的几何可可变，因此必必须在网架周周边布置刚性性边梁；点支支承的斜放四四角锥网架，，可在周边设设置封闭的边边桁架。3三角锥网网架三角锥网架的的构成特点是：：以等腰三角锥体为为组成单元，由于三三角形的稳定性，因因而整体抗弯、抗扭扭刚度好。抽空三角锥网网架构成特点是：：在三角锥网架的的基础上，除周边网网格不动外，适当抽抽掉一些三角锥单元元中的腹杆和下弦杆杆。1.3网架几何不变变性分析网架结构在外外力作用下必必须是几何不不变体系，但但是许多形式式的网架就其其结构本身而而言是结构几几何可变的，，只有加上适适当的支座约约束后才成为为几何不变体体系。因此，，对网架的机机动分析非常常重要。网架几何不变变的必要条件件网架的力学模模型是一个铰铰接的空间杆杆系结构，因因为一个刚体体在空间的自自由度为6，，一个空间简简单铰的自由由度为3，故故网架任一节节点有3个自自由度。对于于具有J个节点m根杆件的网架架，支承于有有r根连杆的支座座上时，其几几何不变的必必要条件可由由下式计算：：m+r-3J0或m3J-r当m=3J-r时为静定结构构，当m>3J-r时为超静定结结构，m<3J-r时为几何可变变体系。若将网架作为为一个刚体考考虑，则最少少的支座约束束链杆数为6，即上式中中的r6。如网架不与支支座连接，仅仅考虑网架内内部是否几何何可变，则由由下式计算：：K=3J-m-6当K=0时，网网架杆件数恰恰好满足其内内部几何不变变的必要条件件；当K<0时，内内部有多余杆杆件；当K>0时，内内部几何可变变。网架几何不变变的充分条件件三角形是几何何不变的，因因此，以三根根不共面的杆杆件交出一个个新节点所构构成的网架单单元也为几何何不变体系。。当网架杆系系组成的形体体是由三角形形界面组成的的多面体时，，亦是几何不不变的。故对对网架结构几几何不变问题题的分析可变变成平面问题题进行。网架几何可变变单元可通过过加设杆件或或适当加设支支承链杆使其其成为几何不不变体系。*用程序计算时时，如出现挠挠度特别大等等不合理情况况，则该网架架有可能为几几何可变。1.4网架结构的设设计特点（1）网架结结构的选型根据建筑的造造型、平面形形状和尺寸、、支承情况、、荷载大小、、屋面材料等等综合考虑。。从材料用量考考虑宜采用：：斜放四角锥正正放四四角锥两两向正交正正放三向交叉梁系系以上型式当跨跨度及荷载都都大时较合理理，刚度也比比较大。当平平面为矩形时时两向正交斜斜放与斜放四四角锥网架最最经济。从平面形状和和大小考虑，，当为周边简简支时建议：：①平面为方方形或接近方方形、中小跨跨度（60m)：两向正交斜放放、正放四角角锥、斜放四四角锥②平面为矩矩形：两向正交斜放放或斜放四角角锥③平面为圆圆形、正多边边形、扇形：：三向交叉梁系系或三角锥当为四点支承承的连续网架架：两向正交正放放或正放四角角锥。（2）网架结结构的网格尺尺寸和高度网格大小直接接影响网架的的经济性，应应综合考虑。。网架高度应应使腹杆与弦弦杆的夹角在在45左右。（3）网架结结构的杆件设设计杆件截面：圆圆钢管、角钢钢、方钢管、、H型钢等。。计算长度：螺螺栓球：1.0l弦杆0.9l焊接球：腹杆0.8l长细比：压杆杆180拉杆300（支支座及附近））、400（（一般）（4）网架节节点设计与构构造要点网架杆件通过过节点（焊接接钢板节点、、焊接空心球球节点、螺栓栓球节点、焊焊接短钢管节节点等）把杆杆件联系在一一起组成空间间形体。节点点上汇交的杆杆件数量随网网格形式而不不同，一般812根，至少少有6根。且且节点的重量量一般为网架架总重量的20～25%，所占用钢钢量的比重较较大，因节点点破坏而造成成工程事故的的例子也不少少，所以节点点设计是关键键。①焊接空心球节节点空心球可分为为不加肋和加加肋两种，用用圆板经压制制成型作成半半球，再由两两个半球对焊焊而成。这种种节点适用于于连接钢管杆杆件。节点构构造是将钢管管杆件直接焊焊接连接于空空心球体上，，具有自动对对中和‘万向向’性质。直径D为120～500mm的焊接空心球球其抗压承载载力设计值Nc可按下式计算算：D─空心球外外径（mm）；t─空心球壁壁厚（mm）；d─钢管外径径（mm）；ηc─受压空心心球加肋承载载力提高系数数，加肋ηc=1.4，不不加肋ηc=1.0。直径D为120～500mm的焊接空心球球其抗拉承载载力设计值Nt可按下式计算算：Nt─受拉空心心球轴向拉力力设计值（N）；f─钢管材料料强度设计值值（N/mm2）；ηt─受拉空心心球加肋承载载力提高系数数，加肋ηt=1.1，不不加肋ηt=1.0。一般空心球外外径D=（25～45）t；空心球壁厚厚t与钢管最大壁壁厚的比值宜宜为1.2～2.0；另外，空心心球壁厚t不宜小于4mm。在确定空心球球外径时，球球面上网架相相连接杆件与与杆件之间的的缝隙a不宜小于10mm。空心球直径径也可初步按按下式估算：：D=（d1+d2+a）/θθ─汇集于空空心球节点任任意两钢管杆件间间的夹角；d1、d2─组成θ角的钢管外径径；②螺栓球节点由螺栓、钢球球、销子（或或止紧螺钉））、套筒和锥锥头或封板组组成，适用于于连接钢管杆杆件。螺栓球节点的的套筒、锥头头和封板采用用Q235系系列、Q345系列钢材材；钢球采用45号号钢；螺栓、销子或或止紧螺钉采用高高强度钢材如45号钢、40B钢、40Cr钢、、20MnTiB钢等。螺栓直径一般般由网架中最最大受拉杆件件的内力控制制，一个螺栓栓受拉承载力力设计值按下下式计算：Ntb≤ψAeftbNtb─高强度螺螺栓的拉力设设计值（N）；ψ─螺栓直径径对承载力影影响系数；当当螺栓直径小小于30mm时，ψ=1.0；当当螺栓直径大大于等于30mm时，ψ=0.93；；Ae─高强度螺螺栓的有效截截面面积（mm2）；即螺栓螺纹处的的截面积；ftb─高强度螺螺栓经热处理理后的抗拉强强度设计值。。钢球的加工成成型分为锻压压球和铸钢球球两种。钢球球的直径大小小要满足按要要求拧入球体体的任意相邻邻两个螺栓不不相碰条件。。螺栓直径根根据计算确定定后，钢球直直径D取下面两式中中的较大值：：③焊接钢板板节点焊接钢板节点点一般由十字字节点板1和盖板2组成，主主要用于杆件件采用角钢的的网架，杆件件与节点板的的连接可以用用焊接，也可可以采用螺栓栓连接。其受受力情况与角角钢桁架的节节点板类似。④支座节点网架的支座节节点分为压力力支座节点和和拉力支座节节点两大类。。压力支座中中，平板压力支座座常用于较小跨度的情况况；球铰压力支座可用于于大跨度且带悬伸的四支支点或多支点网架。单面弧形压力力支座适用于于中等跨度；；双面弧形压压力支座适用用于大跨度。。拉力支座中中，较常用的的有平板拉力力支座和单面面弧形拉力支支座。支座出出现拉力情况况不多，但在在越来越多地地采用轻质屋屋面维护材料料以后，反号号荷载效应情情况应予充分分重视。板式橡胶支座座不仅可以沿沿切向及法向向位移，还可可绕两向转动动，较常用于于大跨及中等等跨度的网架架。当支座水水平推力较大大时，也可采采用橡胶支座座。1.5空空间网壳结结构的形式网架结构的受受力是一个受受弯的平板，，而网壳结构构就整体而言言则是一个主主要承受膜内内力的壳体。。在大多数情情况下，网壳壳被设计为四四边简支，其其边界效应就就更小，因此此，同等条件件下，一般网网壳结构较网网架结构可节节约钢材约20%。此外，网壳结结构外型美观观，能适应各各种复杂的建建筑造型需要要。壳体的型体主主要采用典型型曲面，即几几何学曲面，，亦即不论其其曲面形式如如何，总可以以用几何学方方程表达。曲面可由位于于其主曲率方方向的正交曲曲线坐标系来来定义，与其其相应的曲率率半径表示为为R1和R2。网壳结构中常常用的形式有有：（1）柱面网网壳柱面网壳按其其支承情况和和长度分为短短壳（L/R0.5）、、中长壳（0.5<L/R2.5）、、长壳（L/R>2.5）和和筒壳。短壳常用单波波多跨的形式式，一般沿长长边多点支承承，荷载沿两两个方向传递递；长壳多为为端部支承，，荷载沿长度度方向传递，，结构主要起起梁的作用，，常用多波单单跨的形式；；筒壳是在周边边节点上均设设支座，受力力性能与单位位宽度的平行行拱类似，由由于其受力较较均匀，空间间刚度大，应应用较广。柱面网壳可以以采用单层，，也可以采用用双层。单层柱面网壳壳：（a））联方型；；（b）单斜斜杆型；（c）弗普普尔型悉尼国际水上上运动中心双层柱面网壳壳正放四角锥抽空四角锥清华大学游泳泳馆柱面网壳的组组合应用———成渝高速路路二郎收费站站大英博物馆（2）球面网网壳当跨度较小时时可以采用单单层，也可采采用双层。球面网壳的网网格分割方法法很多，主要要有：联方型球面网网壳——无无纬向向杆肋环型球面网网壳联方型球面网网壳——有纬向杆凯威特型球面面网壳斯威德勒型球球面网壳蒙特利尔世博会球面网壳通过过一定形式的的切割，还可可以切割出各各种不同的平平面形状及造造型。重庆商学院艺艺术学院报告告厅（椭球壳壳）（3）双曲抛抛物面网壳（（扭壳）双曲抛物面网网壳在几何学学上的特点是是其曲面的形形成方式属移移动式，具有有直纹性，即即其曲面是由由无数根斜交交的直线组成。通过一定的组合，双曲抛物面网壳还可以发展出不同的造型型。1.6网网壳结构的的内力分析和和设计网壳结构的分分析不仅仅是是强度的分析析，通常还必必须包括刚度度和稳定性。。在某些条件件下，结构的的刚度和稳定定性甚至比强强度更为重要要。此外，在在既定荷载下下结构力流的的分析、导向向和控制也与与结构外形设设计及刚度的的分配密切相相关。分析的基础仍仍然是基于经经典弹性理论论。即：方法①连续化假定———比拟为连连续光面实体体薄壳的拟壳法；拟壳法将格构式的球球面、柱面或或双曲抛物面面网壳比拟为为连续的光面面实体球壳、、柱壳或双曲曲抛物面薄壳壳。拟壳法按弹性薄壳理理论分析求得得壳体的内力力和位移，再再根据应力值值折算为球面面或柱面网壳壳的杆件内力力，此法须经经过连续化再再离散化的过过程。方法②离散化假定———杆系结构构的矩阵位移法或或有限单元法法。矩阵位移法或或有限单元法法是将网格结构构离散为各个个单元，分别别求得各单元元刚度矩阵及及结构的总刚刚度矩阵，根根据边界条件件修正总刚度度矩阵后求解解基本方程，，以得到各单单元节点的位位移进而得到到杆件的内力力。（1）网壳结结构的静力特特性影响网壳结构构静力特性的的因素很多，，主要有：结结构的几何外外形、荷载类类型及边界条条件等。网壳的类型和和形式很多，，型式不同的的网壳，结构构的变形规律律及内力分布布规律相差甚甚远。即使是是同一种型式式的网壳，当当几何外型尤尤其是矢跨比比不同时，都都将有不同的的结构反映。。此外，网壳壳结构是一类类边界条件敏敏感型的结构构，边界约束束条件的细微微变化将有可可能使结构的的静力性能产产生相当的变变化。（2）网壳结结构的刚度特特性传统结构一般般仅对结构的的刚度提出控控制性要求，，但对于网壳壳结构（包括括大跨度结构构），还应进进行刚度设计计，因为刚度度将影响网壳壳结构的稳定定性能，同时时直接影响结结构的静力特特性。刚度设计需兼兼顾两方面：：①从释放温温度应力及次次应力考虑：：支承及约束束应减弱或设设计得柔一些些；②从结构的的稳定性考虑虑：结构应设设计得刚一些些。为兼顾此两方方面，设计时时需要对结构构进行刚度调调整。（3）几何参参数对网壳结结构静力性能能的影响影响网壳结构构静力特性的的几何参数主主要有结构的的跨度S、矢矢跨比F/S及波跨比有有关（F为柱柱面网壳的矢矢高）。筒拱中内力分分布很不均匀匀，当矢跨比比F/S很小小时，结构主主要呈梁的作作用，跨中弯弯矩及轴力均均很大且轴力力分布不均；；当矢跨比F/S很大时时（如接近半半圆），各杆杆轴力较小，，拱轴方向的的弦杆在跨中区域受受压，在边缘区域受拉拉。矢跨比F/S与耗钢量W的关系跨跨度S与耗钢量W的关系（4）柱面网网壳的水平推推力圆柱面网壳由由于环向力的作用用而产生较大的水平推推力。水平推力N的大大小也与矢跨比有关关。水平推力的的处理可采采用：①加水平平拉杆；②结构落落地；③增加下下部柱的柔柔度；④利用下下部结构吸吸收推力。。（5）网壳壳结构的稳稳定分析整体失稳网壳失稳局部失稳波状失稳条状失稳大波状失稳稳小波状失稳稳点失稳杆件失稳网壳结构的的典型失稳稳形式网壳结构的的稳定分析析，基础仍仍然是结构构稳定理论论，但由于于影响因素素较多，如如初始缺陷陷的影响、、多参数体体系的多重重临界点问问题、多种种工况下的的多重临界界点问题等等，对此的的研究尚不不足。目前前，基本上上只能进行行定性分析析。2索膜膜结构构承重结构的的基本承重重构件采用用受拉工作作的悬索或或张拉的薄薄膜，称为为悬索结构构或膜结构构。由于受受拉构件的的承载能力力决定于强强度而不是是稳定性，，因而能充充分发挥钢钢索和膜材材受拉工作作时强度高高、自重轻轻的特点。。同时，由由于覆盖材材料自重轻轻，使承重重结构的重重量较小，，因而悬索索结构和张张拉薄膜结结构更适合合于在大跨跨度结构中中使用。2.1悬悬索结结构悬索结构通通过索的轴轴向拉力抵抵抗外荷，，最早用于于桥梁，50年代开开始用于房房屋建筑，，用钢量一一般在10kg/m2以下，但支支承结构耗耗材较多。。（1）单层层悬索体系系特点：由许多平平行的单根根拉索组成成，拉索两两端悬挂在在稳定的支支承结构上上。单层悬索的的工作与单单根悬索相相似，是一一种可变体体系，在恒恒载作用下下呈悬链线线形式，在在不对称荷荷载或局部部荷载作用用下产生大大的位移（（机构性位位移）。索索的张紧程程度与索的的稳定性（（抵抗机构构位移的能能力）成正正比。单层悬索结构单层悬索结结构的抗风风能力差，，在风吸力力作用下悬悬索内的拉拉力下降，，稳定性进进一步降低低。单层悬索结结构宜采用用重屋面，，如装配式式钢筋混凝凝土板。另另一种方法法是设置横横向加劲梁梁。加劲梁梁的作用是是分配局部部荷载及将将索连成整整体。（2）双层层悬索体系系由一系列承承重索和相相反曲率的的稳定索组组成。每对对索之间通通过受拉钢钢索或受压压撑杆连系系，构成如如桁架形式式的平面体体系，称索索桁架。稳定索可以以抵抗风吸吸力的作用，同时时，相反曲曲率的稳定索和相应应的索杆能能对体系施加预应力力，使每对对索均保持足够大的的张紧力，，提高了整个结构的的稳定性。。悬索结构的的计算一般般按弹性理理论，假定定索是理想想柔性的，，既不能受受压，也不不能抗弯，，但承重索索和稳定索索之间的连连杆绝对刚刚性。在基基本假定的的基础上可可建立索曲曲线的平衡衡微分方程程，再根据据荷载及边边界条件求求出索的张张力。车幅式双层层索（3）混合合悬挂体系系采用柔性的的悬索体系系与刚性的的受弯构件件（梁、网网架、网壳壳、桁架等等）相结合合，可组成成共同抵抗抗外荷载的的各种混合合体系。此类结构或或用钢索悬悬挂其他构构件，或由由钢索对其其他构件提提供附加支支点，或用用刚性的构构件来加强强悬索的稳稳定性，以以减小不均均匀荷载作作用下的机机构性位移移。桥梁中中的斜拉桥桥和悬索桥桥也属于这这类混合体体系。5.4万座座，挑蓬外外挑50m，外环梁梁跨度244m。浙江黄龙体体育中心体体育场吊塔及斜拉拉索2.2膜膜结构构一般钢结构构屋顶的屋屋面材料皆皆不承受结结构力。但但膜结构中中的膜本身身就承受活活荷载包括括风压、温温度应力等等，膜既是是覆盖物，，亦是结构构的一部分分。索膜建筑之之所以能满满足大跨度度自由空间间的技术要要求，最关关键的一点点就是其有有效的空间间预张力系系统。有人人把索膜建建筑称为““预应力软软壳”，预预张力使““软壳”各各个部分（（索、膜））在各种最最不利荷载载下的内力力始终大于于零（永远远处于拉伸伸状态）。。以材质分类类，结构膜膜有以下两两种:（1）平面不织织膜：由各各种塑料在在加热液化化状态下挤挤出的膜，，它有不同同厚度、透透明度及颜颜色，最通通用的是聚聚乙烯膜