索结构体系、设计原理与施工控制

前言

第1章 索结构发展概述

1.1 索结构形式

1.2 索结构设计理论

1.3 索结构的施工张拉与控制

参考文献

第2章 索结构体系及工作机理

2.1 概述

2.2 张弦梁

2.2.1 张弦梁结构的组成特点

2.2.2 张弦梁结构的受力性能

2.2.3 张弦梁结构的工程应用

2.3 索穹顶结构

2.3.1 索穹顶结构的组成与体型

2.3.2 索穹顶的找形分析方法概述

2.3.3 索穹顶的静力性能

2.3.4 索穹顶的极限状态

2.3.5 索穹顶的动力性能

2.3.6 索穹顶的工程应用

2.4 弦支穹顶结构

2.4.1 弦支穹顶结构的组成与体型

2.4.2 弦支穹顶结构的边界条件

2.4.3 弦支穹顶结构的静力性能

2.4.4 弦支穹顶结构的动力性能

2.4.5 弦支穹顶结构的工程应用

2.5 单层索网结构

2.5.1 单层索网的结构形式

2.5.2 单层索网结构的静力性能

2.5.3 单层索网结构的动力性能

2.5.4 单层索网结构的边界条件

2.5.5 单层索网结构的工程应用

2.6 索拱结构

2.6.1 索拱结构的形式

2.6.2 索拱杂交结构的稳定性能

2.6.3 车辐拱结构的稳定性能

2.6.4 索拱结构的工程应用

2.7 斜拉结构与悬吊结构

2.7.1 斜拉结构的组成及受力特点

2.7.2 悬吊结构的组成及受力特点

2.7.3 斜拉与悬吊结构的工程应用

2.8 斜拉框架结构

2.8.1 斜拉框架结构的组成及特点

2.8.2 斜拉框架结构的工程应用

2.9 预应力撑杆柱

2.9.1 预应力撑杆柱的形式

2.9.2 预应力撑杆柱的力学性能

2.9.3 预应力撑杆柱的工程应用

2.10 自平衡预应力索桁架

2. 10.1 自平衡预应力索桁架的形式

2. 10.2 自平衡预应力索桁架的力学性能

2. 10.3 自平衡预应力索桁架的工程应用

2.11 预应力钢桁结构

2.11.1 预应力钢桁结构形式

2.11.2 预应力受拉构件

2.11.3 钢管桁架下弦管内藏拉索的工作机理与计算模型

2.11.4 预应力钢桁结构的工程应用

2.12 车辐式屋盖结构

2.12.1 车辐式屋盖结构形式及力学性能

2.12.2 车辐式屋盖结构的工程应用

2.13 摩天轮

2.13.1 概述

2.13.2 结构形式及力学性能

2.14 其他复合结构

2.14.1 张弦刚架结构

2.14.2 张拉整体结构

2.14.3 索在高耸建筑中的应用

参考文献

第3章 找形分析

3.1 预应力张拉结构的“三态”

3.2 结构几何稳定性分析与平衡矩阵理论

3.2.1 体系分类

3.2.2 一阶无穷小机构及自应力模态

3.3 力密度法

3.3.1 力密度法基本原理

3.3.2 附加条件

3.4 动力松弛法

3.5 有限元法

3.5.1 支座移动法

3.5.2 节点平衡法

3.5.3 目标位置成型法

3.5.4 逐点去约束法

3.5.5 节点位移法

3.5.6 冷冻升温法

参考文献

第4章 幕墙支承结构与采光顶

4.1 概述

4.2 幕墙支承结构与主体结构之间的受力关系

4.2.1 主体结构变形对幕墙结构受力性能的影响

4.2.2 幕墙支承结构与主体结构之间受力相互独立

4.2.3 幕墙支承结构与主体结构之间协同受力

4.3 柔性幕墙支承结构

4.3.1 单层索网

4.3.2 拉索桁架

4.3.3 索网架结构

4.4 混合幕墙支承结构

4.4.1 拉索（杆）桁架+钢桁架

4.4.2 自平衡预应力索桁架+钢桁架

4.4.3 单层索网+钢框架（钢桁架）

4.5 采光顶

参考文献

第5章 拉索（杆）与锚具设计

5.1 概述

5.1.1 钢索的组成

5.1.2 钢拉杆

5.1.3 钢索的强度校核

5.1.4 钢索的防腐

5.2 索与索连接节点

5.3 索与杆连接节点

5.4 索与梁或桁架的连接节点

5.5 撑杆与梁或桁架的连接节点

5.6 锚固节点

5.7 施工张拉节点

5.8 拉索与膜材的连接节点

5.9 锚具

参考文献

第6章 张拉结构动力性能

6.1 单索的动力性能

6.1.1 理想拉索的自由振动

6.1.2 抗弯刚度的影响

6.1.3 边界条件的影响

6.1.4 初始垂度的影响

6.1.5 集中质量的影响

6.1.6 索力与自振频率的关系

6.2 拉索的振动控制

6.2.1 振动控制措施

6.2.2 减振阻尼器

6.3 张拉结构动力性能以及风振效应

6.3.1 张拉结构的动力特性

6.3.2 风荷载特性

6.3.3 频域风振理论的局限性

6.3.4 基于时域的风振分析方法

6.4 索结构的气弹现象与索的受迫振动

6.4.1 索结构的气弹理论

6.4.2 索的受迫振动

6.5 张拉结构的断索分析

6.5.1 张弦梁结构

6.5.2 车辐式张拉结构

参考文献

第7章 张拉结构施工分析与施工控制

7.1 概述

7.2 张拉结构构件的制作尺寸控制

7.2.1 拉索长度的计算

7.2.2 定尺定长设计与张拉施工

7.2.3 钢结构构件的制作尺寸

7.3 施工张拉模拟分析方法

7.3.1 正装法数值分析原理

7.3.2 倒拆法数值分析原理

7.3.3 计算收敛性问题的解决方法

7.4 张拉方案与张拉工艺

7.4.1 张弦梁

7.4.2 单层索网

7.4.3 拉杆（索）桁架

7.4.4 车辐式结构

7.4.5 索穹顶结构

7.4.6 索拱结构

7.5 施工张拉过程中“力”与“形”控制

7.5.1 基于可靠度指标的索长误差限值的计算方法

7.5.2 误差限值控制方法在车辐式结构中的应用

7.5.3 宝安体育场屋盖结构索长误差控制限值

7.6 施工环境温度的影响

7.6.1 车辐式结构施工环境温度影响

7.6.2 宝安体育场屋盖结构施工环境温度影响分析

7.7 施工与结构设计一体化

7.8 施工与服役期间的索力测试

7.8.1 直接测量法

7.8.2 频率法

7.8.3 磁弹效应法

7.8.4 基于静力性能的索力识别方法

参考文献

《索结构体系、设计原理与施工控制》首先系统介绍了建筑工程中应用的索结构体系、设计原理、施工控制与工程应用等，包括张弦梁、弦支穹顶、索穹顶、张拉结构、索网、索拱、斜拉和悬吊结构、索桁架和预应力撑杆柱、车辐式结构等结构的组成特点、受力性能、设计理论以及典型工程应用等；然后重点介绍了索结构的找形分析方法和计算原理，幕墙和采光顶的索结构形式、设计理念及工程应用，索结构的动力性能、风致效应及断索分析，索结构施工张拉分析及施工控制方法、误差控制分析及索力测量方法；最后介绍了拉索（杆）与锚具设计、索材料特性及索节点的主要连接形式。《索结构体系、设计原理与施工控制》可作为高等院校本科高年级学生及研究生的教学用书，也可供索结构设计与施工技术人员参考。