1.屋盖的刚度和稳定问题

前面已经提到，因为悬索是悬挂的柔性索网，所以结构的刚度及稳定性较差。

模型试验表明，在水平风力作用下，屋面主要产生吸力，图8-13为某游泳池屋盖的风压分布图，吸力主要分布在向风面的屋盖部分。局部风吸力可能达到风压的1.6～1.9倍，因而对比较柔软的悬索结构屋盖有被掀起的危险。屋面还可能在风力、动荷载或不对称荷载的作用下产生很大的变形和波动，以致屋面被撕裂而失去防水功能；也可能因风力或地震力的动力作用而产生共振现象，使结构遭到破坏。对于其他的结构形式，由于自重较大，在一般外荷载作用下，避免了产生共振的可能。但是，悬索结构却有由于共振而破坏的实例，例如1940年11月美国的塔考姆大桥，跨长840m，在结构应力远远没有达到设计强度的情况下，由于弱风作用产生共振而破坏。因此对悬索的共振问题必须予以重视。保证悬索结构屋盖的稳定和刚度，一般可采用下列办法：

图8-13 某游泳池屋盖风压分布图

（1）选择合理的结构形式 例如采用双曲悬索结构，它的刚度及稳定性都较好。

（2）对悬索施加预应力 这种方法较合理，如图8-14a所示的鞍形屋盖，对其上凸的稳定索施加预应力，使索张紧并处于受拉状态。这样，与其交叉连接在一起的承重索也因而受到拉力作用而被张紧。这种方法相当于增加了屋面自重。当风力作用时，屋面上产生的吸力便可由稳定索承受。在不对称荷载作用下，由于屋面结构有较好的刚性，不至于产生很大的变形。浙江省人民体育馆的悬索屋盖结构就是采用预应力方法的实例。

对于圆形双层屋盖，在对上索预加应力时，它就有一个垂直分力通过内环向下传递，使下索同时张紧，如图8-14b所示。这样便减少了屋盖的竖向变位，也增加了屋面的刚度。

图8-14 悬索预应力的示意图

a）鞍形交叉索网 b）圆形双层索网

（3）悬挂薄壳法 这种方法用于刚性屋面。它是在铺好的屋面板上面加临时荷载，使承重索产生预应力。这时屋面板之间缝隙增大，用水泥砂浆灌缝，待砂浆达到强度后，卸去临时荷载，于是屋面回弹，屋面板便受到一个挤紧的预压力，使屋面构成一个整体的弹性悬挂薄壳，见图8-15。这种薄壳有很大的刚性，能很好地承受风的吸力和不对称荷载的作用。其缺点是屋面自重大。施加和卸除临时荷载需要大量材料和劳动力，施工不方便。

图8-15 临时荷载法使屋面板产生预压力

a）加载时板缝加宽 b）卸载后屋面板挤紧

2.屋面材料及构造要求(www.daowen.com)

为了保证屋面不被风掀起和结构的稳定性，屋面构造应使屋盖自重具有1.1～1.3倍的重量安全度，即

其中，风的吸力根据相应规范确定。

这一要求对于一般轻型屋面也是能够达到的。悬索结构的最大特点是自重轻，因此在保证结构稳定、屋面刚度和抗风等要求的前提下，应该尽量采用轻质屋面材料，才能更好地显示其优越性，一般可用白铁皮、木板、钢丝网水泥板、轻混凝土等材料。普通混凝土自重太大，很不经济，不宜采用。图8-16a为浙江省人民体育馆的屋面及吊顶做法。当采用钢筋混凝土屋面板时，屋面板与钢索的构造做法见图8-16b、c。承重索与稳定索在交叉点处应该夹紧，常用的构造做法如图8-16d所示。

3.屋面排水问题

有些悬索结构的表面是凹形的曲面，中间低，因此屋面排水便成为一个不可忽视的问题。积水会造成屋面重量增加，漏水将影响使用，因此在考虑悬索屋盖形式时，应解决好排水问题。

对于双曲鞍形屋面，水可往两侧排，见图8-17a。

对于中心低四周高的碟式屋面（见图8-17b），可采用中心内部排水法，排水系统与室内设计同时考虑。

对于单曲筒式屋面可以在纵向形成排水坡度，见图8-17c。

图8-16 悬索屋盖构造图

a）浙江省人民体育馆屋面及吊顶做法 b）、c）屋面板与索网连接 d）承重索与稳定索连接

图8-17 悬索屋盖的排水