本节通过我国两个工程实例，简要介绍两种悬索结构布置和设计中考虑的主要问题。

1.北京工人体育馆屋盖——圆形悬索结构（见图8-10）

北京工人体育馆建筑平面为圆形，能容纳一万五千名观众。比赛大厅直径94m，外围为7.5m宽的环形框架结构，共四层，为休息廊和附属用房。大厅屋盖采用圆形双层悬索结构，由索网、边缘构件（外环）和内环三部分组成，各部分的作用及布置情况叙述如下。

图8-10 北京工人体育馆平剖面

（1）悬索 悬索沿径向辐射状布置，索网分上索与下索两层；上索直接承受屋面荷重，并作为稳定索。它通过中央系环（内环）将荷载传给下索，并使上下索同时张紧，以增强屋盖刚度。下索为承重索，将整个屋盖悬挂起来。上下索各为144根，其断面大小由各自承受的拉力确定。为了便于悬索在外环上锚固，并避免由于上下索相交在同一截面对外环削弱过多，因而上下索在平面内各错开半个间隔（即相邻索的间距）布置。悬索根数的确定考虑了下面几个问题：

1）尽量减少屋面檩条的跨度以减轻屋面构件的重量。

2）索的数量较多时，每根索承受的拉力小，便于在上索预加应力。同时，索的间距较小，可以减少内外环的弯矩值，使内环主要受拉，外环主要受压，从而减少内外环的材料用量。但是，索的数量也不能过多，否则会增加索的制作、安装、锚固等工作量。由于索的锚固构造要求，当索的数量过多时内环尺寸也要增大。本工程比较了采用48、96和144根索三种方案（环向柱的轴线48根），最后确定采用144根。这样索的间距在内环处为35cm，外环处为205cm。

钢索采用钢绞线制成。

（2）边缘构件——外环，如图8-11所示。

图8-11 悬索屋盖的边缘构件——外环(www.daowen.com)

a）外环受力平面 b）外环受力示意图 c）外环索孔示意图

外环为钢筋混凝土环梁，截面尺寸为2m×2m，支承在外廓框架的内柱上。框架柱为圆形截面的钢筋混凝土柱，共48根。圆形环梁承受悬索的拉力，如图8-11a、b所示。稳定索拉力为N₂，承重索的拉力为N₁，两力合成为一径向水平力N和垂直力p。N使环梁产生环向轴心压力，p作用于框架柱上。

（3）内环 即中央系环，如图8-12所示。

图8-12 悬索屋盖的边缘构件—内环

a）内环 b）悬索与内环连接示意 c）内环受力示意图

内环呈圆筒形，主要为连接悬索用。由上下环及24根工形组合断面立柱组成。直径16m，高度11m。内环主要承受环向拉力。因拉力较大，所以上环和下环均采用环形钢板梁。

结构的钢材用量分析见表8-1。从表中可以看出，其中内环占的比例很大。

表8-1 悬索屋盖各部件用钢量分析