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四、吊挂、悬索
自然界中悬挂结构并不多,攀藤植物的长藤是原始的索,人类会编绳后,吊于河谷两岸的大树上,成了空中的“飞梁”。悬挂结构用于建筑,始于19世纪中叶,但发展迟缓。
20世纪中叶,出现了高强钢材,促进了悬索结构的大发展。悬索结构用于中、大跨结构,优于其他结构形式,采用拉力柔索,与传统外形迥异,造形新颖,形式多样,创造出各种建筑类型。悬挂结构的分类至今尚无定论,按其形成方式不同,暂分成两大类:
(1)吊挂结构;
(2)悬索结构。
两者之间的区别在于被悬挂起来的结构不同,前者是用索结构外的其他结构吊挂起来,后者是吊挂索的本身就是屋盖索结构。
(一)吊挂结构
吊挂结构又称悬吊结构。在吊挂结构中,钢索仅作为吊挂其他结构构件用的支承拉索,然后把拉力传给墩力、塔架、杆柱的芯筒上,故实为支承悬索与其他结构组合形成的 混合结构。其传力方式仅有两种:―种是与悬索吊桥一样的悬吊式;另一种是与斜拉桥― 样的斜拉式。
1.悬吊式
在条形高层建筑的两端设置刚劲的竖向芯筒,多根主钢索拉设于两芯筒端部之间,呈悬链状,在主钢索以下悬吊各层楼盖,均向上吊挂在钢索上,即由钢索兜着。两芯筒顶端 之间乃刚劲结构,作为平衡主钢索拉力的压杆,详见图10―75。
2.斜拉式
斜拉式:在建筑需要悬挂很大跨度,采用悬壁板、梁、桁架或壳都不经济时,可采用斜拉索以减小构件的跨度,达到减小截面、用料经济、屋盖轻盈的目的。在塔形高层建筑中也出现了悬吊屋盖与楼盖。从一个或多个刚劲芯筒顶部,向四周伸出斜拉钢索,吊挂住从芯核上部向四周悬挑的梁或桁架的外端,形成―个悬吊整个建筑物的主要承重结构。在斜拉索的下端,即悬挑梁或桁架的外端,沿房屋四周向下悬挂竖向钢索,各层楼盖梁的内端支于芯筒上,其外端支于竖向钢索上,详见图10-76。