四、吊掛、懸索
　自然界中懸掛結構并不多，攀藤植物的長藤是原始的索，人類會編繩后，吊于河谷兩岸的大樹上，成了空中的“飛梁”。懸掛結構用于建筑，始于19世紀中葉，但發(fā)展遲緩。
　20世紀中葉，出現了高強鋼材，促進了懸索結構的大發(fā)展。懸索結構用于中、大跨結構，優(yōu)于其他結構形式，采用拉力柔索，與傳統(tǒng)外形迥異，造形新穎，形式多樣，創(chuàng)造出各種建筑類型。懸掛結構的分類至今尚無定論，按其形成方式不同，暫分成兩大類：
　(1)吊掛結構；
　(2)懸索結構。
　兩者之間的區(qū)別在于被懸掛起來的結構不同，前者是用索結構外的其他結構吊掛起來，后者是吊掛索的本身就是屋蓋索結構。
　(一)吊掛結構
　吊掛結構又稱懸吊結構。在吊掛結構中，鋼索僅作為吊掛其他結構構件用的支承拉索，然后把拉力傳給墩力、塔架、桿柱的芯筒上，故實為支承懸索與其他結構組合形成的 混合結構。其傳力方式僅有兩種：—種是與懸索吊橋一樣的懸吊式；另一種是與斜拉橋— 樣的斜拉式。
　1.懸吊式
　在條形高層建筑的兩端設置剛勁的豎向芯筒，多根主鋼索拉設于兩芯筒端部之間，呈懸鏈狀，在主鋼索以下懸吊各層樓蓋，均向上吊掛在鋼索上，即由鋼索兜著。兩芯筒頂端 之間乃剛勁結構，作為平衡主鋼索拉力的壓桿，詳見圖10—75。
　2．斜拉式
斜拉式：在建筑需要懸掛很大跨度，采用懸壁板、梁、桁架或殼都不經濟時，可采用斜拉索以減小構件的跨度，達到減小截面、用料經濟、屋蓋輕盈的目的。在塔形高層建筑中也出現了懸吊屋蓋與樓蓋。從一個或多個剛勁芯筒頂部，向四周伸出斜拉鋼索，吊掛住從芯核上部向四周懸挑的梁或桁架的外端，形成—個懸吊整個建筑物的主要承重結構。在斜拉索的下端，即懸挑梁或桁架的外端，沿房屋四周向下懸掛豎向鋼索，各層樓蓋梁的內端支于芯筒上，其外端支于豎向鋼索上，詳見圖10-76。

　(二)懸索結構
吊掛結構中鋼索并非屋蓋的承重構件，而是吊掛屋蓋承重構件的支承拉桿；鋼索真正成為屋蓋的主要承重結構的乃是懸索結構。應有—個基本概念：前者的屋蓋是板、梁、 桁、架、拱、殼、網殼、網架等結構，根本沒有鋼索；而后者的屋蓋主要承重結構是鋼索，并且用它來懸吊整個屋蓋而無需其他吊索或斜拉索，套用懸索吊橋的原理，將屋蓋直接做在懸索上，而取消豎向吊索。
懸索結構的優(yōu)越性和關鍵問題：
近年來國內外普遍采用的鋼索是鋼絞線，因鋼索柔軟，故不能抗壓、彎、剪，只能抗拉，鋼索作為受拉桿件，能充分發(fā)揮其高強性能，既無壓曲失穩(wěn)；又能合理用材，是最經濟的結構形式。古時懸索橋的老問題是索蕩橋晃得相當劇烈，懸索結構屋蓋也面臨著同樣 的問題。一方面柔索抗拉既安全又經濟；另一方面對懸索的柔軟特性，要處理好下列關鍵 性的課題。
1．屋面剛度
剛柔是完全相對的，必須做到柔而屋蓋剛。單根柔索在曲線均布荷載作用下為懸鏈線，當垂度f=1／4l時，近似為拋物線，見圖10-77，但其外形會隨活載如不對稱風、雪荷載的大小與位置而變化，且幅度很大，振蕩過于頻繁，對保持屋面形狀、保證屋面防水 非常不利，因此屋蓋必須有足夠的剛度。


　2．結構穩(wěn)定性
柔索只能單向傳力，即荷載必須與垂度f同向，若風為吸力或豎向地震力時，則立即失去穩(wěn)定，無力抵抗向上風力和豎向地震力，嚴重時甚至屋蓋被局部掀起或屋蓋被完全揭頂。
3．共振
風荷載與地震作用具有動力和隨機性，懸索像繃緊之弦，易于受到顫動，并會產生振動。一旦發(fā)生振動，屋蓋即遭破壞。1940年11月7日，美國華盛頓塔克馬海峽橋，和風持續(xù)6h，風力穩(wěn)定且低速18．8m/s，橋面產生空氣動力顫動，振幅逐漸增大，橋梁受到扭轉、彎曲，最后失穩(wěn)，終于斷折破壞。
4．支座拉力
懸索支座拉力的處理與拱腳推力的性質同等重要。若懸索支座拉力無可靠著落點，則懸索結構房屋將全部報廢。
(1)懸索的結構體系有：
1)單層并列索系(單層平行索系)；
2)單層輻射索系(單層蝶形索系)；
3)雙層并列索系(雙層平行索系)；
4)雙層輻射索系(雙層輪形索系)。
(2)懸索結構類型雖多、式樣各異，但其原理與特性卻基本相同，具有下列共同優(yōu)點：
受力性能優(yōu)良；
2)非常經濟；
3)施工簡便；
4)平面適應性強，造型新穎、多樣、優(yōu)美，幾乎任意形狀的建筑平面與建筑體型，都可適用懸索結構。