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第1章 索结构发展概述1

1.1 索结构形式1

1.2 索结构设计理论9

1.3 索结构的施工张拉与控制10

参考文献12

第2章 索结构体系及工作机理14

2.1 概述14

2.2 张弦梁18

2.2.1 张弦梁结构的组成特点18

2.2.2 张弦梁结构的受力性能25

2.2.3 张弦梁结构的工程应用41

2.3 索穹顶结构50

2.3.1 索穹顶结构的组成与体型50

2.3.2 索穹顶的找形分析方法概述54

2.3.3 索穹顶的静力性能57

2.3.4 索穹顶的极限状态65

2.3.5 索穹顶的动力性能65

2.3.6 索穹顶的工程应用68

2.4 弦支穹顶结构72

2.4.1 弦支穹顶结构的组成与体型72

2.4.2 弦支穹顶结构的边界条件80

2.4.3 弦支穹顶结构的静力性能82

2.4.4 弦支穹顶结构的动力性能84

2.4.5 弦支穹顶结构的工程应用87

2.5 单层索网结构89

2.5.1 单层索网的结构形式89

2.5.2 单层索网结构的静力性能91

2.5.3 单层索网结构的动力性能96

2.5.4 单层索网结构的边界条件99

2.5.5 单层索网结构的工程应用101

2.6 索拱结构102

2.6.1 索拱结构的形式102

2.6.2 索拱杂交结构的稳定性能107

2.6.3 车辐拱结构的稳定性能125

2.6.4 索拱结构的工程应用132

2.7 斜拉结构与悬吊结构135

2.7.1 斜拉结构的组成及受力特点135

2.7.2 悬吊结构的组成及受力特点138

2.7.3 斜拉与悬吊结构的工程应用139

2.8 斜拉框架结构143

2.8.1 斜拉框架结构的组成及特点143

2.8.2 斜拉框架结构的工程应用146

2.9 预应力撑杆柱147

2.9.1 预应力撑杆柱的形式147

2.9.2 预应力撑杆柱的力学性能147

2.9.3 预应力撑杆柱的工程应用159

2.10 自平衡预应力索桁架160

2.10.1 自平衡预应力索桁架的形式160

2.10.2 自平衡预应力索桁架的力学性能161

2.10.3 自平衡预应力索桁架的工程应用167

2.11 预应力钢桁结构171

2.11.1 预应力钢桁结构形式171

2.11.2 预应力受拉构件172

2.11.3 钢管桁架下弦管内藏拉索的工作机理与计算模型173

2.11.4 预应力钢桁结构的工程应用176

2.12 车辐式屋盖结构179

2.12.1 车辐式屋盖结构形式及力学性能179

2.12.2 车辐式屋盖结构的工程应用185

2.13 摩天轮189

2.13.1 概述189

2.13.2 结构形式及力学性能190

2.14 其他复合结构192

2.14.1 张弦刚架结构192

2.14.2 张拉整体结构194

2.14.3 索在高耸建筑中的应用196

参考文献201

第3章 找形分析205

3.1 预应力张拉结构的“三态”205

3.2 结构几何稳定性分析与平衡矩阵理论205

3.2.1 体系分类206

3.2.2 一阶无穷小机构及自应力模态209

3.3 力密度法214

3.3.1 力密度法基本原理214

3.3.2 附加条件218

3.4 动力松弛法219

3.5 有限元法224

3.5.1 支座移动法224

3.5.2 节点平衡法226

3.5.3 目标位置成型法226

3.5.4 逐点去约束法230

3.5.5 节点位移法241

3.5.6 冷冻升温法246

参考文献249

第4章 幕墙支承结构与采光顶251

4.1 概述251

4.2 幕墙支承结构与主体结构之间的受力关系251

4.2.1 主体结构变形对幕墙结构受力性能的影响251

4.2.2 幕墙支承结构与主体结构之间受力相互独立259

4.2.3 幕墙支承结构与主体结构之间协同受力261

4.3 柔性幕墙支承结构263

4.3.1 单层索网263

4.3.2 拉索桁架268

4.3.3 索网架结构278

4.4 混合幕墙支承结构280

4.4.1 拉索（杆）桁架十钢桁架281

4.4.2 自平衡预应力索桁架＋钢桁架282

4.4.3 单层索网＋钢框架（钢桁架）284

4.5 采光顶288

参考文献294

第5章 拉索（杆）与锚具设计296

5.1 概述296

5.1.1 钢索的组成296

5.1.2 钢拉杆300

5.1.3 钢索的强度校核302

5.1.4 钢索的防腐304

5.2 索与索连接节点305

5.3 索与杆连接节点312

5.4 索与梁或桁架的连接节点319

5.5 撑杆与梁或桁架的连接节点323

5.6 锚固节点324

5.7 施工张拉节点327

5.8 拉索与膜材的连接节点328

5.9 锚具330

参考文献333

第6章 张拉结构动力性能335

6.1 单索的动力性能335

6.1.1 理想拉索的自由振动335

6.1.2 抗弯刚度的影响337

6.1.3 边界条件的影响337

6.1.4 初始垂度的影响338

6.1.5 集中质量的影响341

6.1.6 索力与自振频率的关系345

6.2 拉索的振动控制346

6.2.1 振动控制措施346

6.2.2 减振阻尼器348

6.3 张拉结构动力性能以及风振效应351

6.3.1 张拉结构的动力特性351

6.3.2 风荷载特性352

6.3.3 频域风振理论的局限性354

6.3.4 基于时域的风振分析方法355

6.4 索结构的气弹现象与索的受迫振动363

6.4.1 索结构的气弹理论363

6.4.2 索的受迫振动364

6.5 张拉结构的断索分析365

6.5.1 张弦梁结构366

6.5.2 车辐式张拉结构369

参考文献372

第7章 张拉结构施工分析与施工控制374

7.1 概述374

7.2 张拉结构构件的制作尺寸控制375

7.2.1 拉索长度的计算375

7.2.2 定尺定长设计与张拉施工376

7.2.3 钢结构构件的制作尺寸376

7.3 施工张拉模拟分析方法378

7.3.1 正装法数值分析原理379

7.3.2 倒拆法数值分析原理381

7.3.3 计算收敛性问题的解决方法381

7.4 张拉方案与张拉工艺383

7.4.1 张弦梁384

7.4.2 单层索网398

7.4.3 拉杆（索）桁架407

7.4.4 车辐式结构411

7.4.5 索穹顶结构421

7.4.6 索拱结构424

7.5 施工张拉过程中“力”与“形”控制429

7.5.1 基于可靠度指标的索长误差限值的计算方法430

7.5.2 误差限值控制方法在车辐式结构中的应用436

7.5.3 宝安体育场屋盖结构索长误差控制限值439

7.6 施工环境温度的影响444

7.6.1 车辐式结构施工环境温度影响444

7.6.2 宝安体育场屋盖结构施工环境温度影响分析458

7.7 施工与结构设计一体化460

7.8 施工与服役期间的索力测试464

7.8.1 直接测量法464

7.8.2 频率法465

7.8.3 磁弹效应法466

7.8.4 基于静力性能的索力识别方法468

参考文献489