四、吊挂、悬索
自然界中悬挂结构并不多，攀藤植物的长藤是原始的索，人类会编绳后，吊于河谷两岸的大树上，成了空中的“飞梁”。悬挂结构用于建筑，始于19世纪中叶，但发展迟缓。
20世纪中叶，出现了高强钢材，促进了悬索结构的大发展。悬索结构用于中、大跨结构，优于其他结构形式，采用拉力柔索，与传统外形迥异，造形新颖，形式多样，创造出各种建筑类型。悬挂结构的分类至今尚无定论，按其形成方式不同，暂分成两大类：
(1)吊挂结构；
(2)悬索结构。
两者之间的区别在于被悬挂起来的结构不同，前者是用索结构外的其他结构吊挂起来，后者是吊挂索的本身就是屋盖索结构。
(一)吊挂结构
吊挂结构又称悬吊结构。在吊挂结构中，钢索仅作为吊挂其他结构构件用的支承拉索，然后把拉力传给墩力、塔架、杆柱的芯筒上，故实为支承悬索与其他结构组合形成的 混合结构。其传力方式仅有两种：—种是与悬索吊桥一样的悬吊式；另一种是与斜拉桥— 样的斜拉式。
1.悬吊式
在条形高层建筑的两端设置刚劲的竖向芯筒，多根主钢索拉设于两芯筒端部之间，呈悬链状，在主钢索以下悬吊各层楼盖，均向上吊挂在钢索上，即由钢索兜着。两芯筒顶端 之间乃刚劲结构，作为平衡主钢索拉力的压杆，详见图10—75。
2．斜拉式
斜拉式：在建筑需要悬挂很大跨度，采用悬壁板、梁、桁架或壳都不经济时，可采用斜拉索以减小构件的跨度，达到减小截面、用料经济、屋盖轻盈的目的。在塔形高层建筑中也出现了悬吊屋盖与楼盖。从一个或多个刚劲芯筒顶部，向四周伸出斜拉钢索，吊挂住从芯核上部向四周悬挑的梁或桁架的外端，形成—个悬吊整个建筑物的主要承重结构。在斜拉索的下端，即悬挑梁或桁架的外端，沿房屋四周向下悬挂竖向钢索，各层楼盖梁的内端支于芯筒上，其外端支于竖向钢索上，详见图10-76。
(二)悬索结构
吊挂结构中钢索并非屋盖的承重构件，而是吊挂屋盖承重构件的支承拉杆；钢索真正成为屋盖的主要承重结构的乃是悬索结构。应有—个基本概念：前者的屋盖是板、梁、 桁、架、拱、壳、网壳、网架等结构，根本没有钢索；而后者的屋盖主要承重结构是钢索，并且用它来悬吊整个屋盖而无需其他吊索或斜拉索，套用悬索吊桥的原理，将屋盖直接做在悬索上，而取消竖向吊索。
悬索结构的优越性和关键问题：
近年来国内外普遍采用的钢索是钢绞线，因钢索柔软，故不能抗压、弯、剪，只能抗拉，钢索作为受拉杆件，能充分发挥其高强性能，既无压曲失稳；又能合理用材，是最经济的结构形式。古时悬索桥的老问题是索荡桥晃得相当剧烈，悬索结构屋盖也面临着同样 的问题。一方面柔索抗拉既安全又经济；另一方面对悬索的柔软特性，要处理好下列关键 性的课题。
1．屋面刚度
刚柔是完全相对的，必须做到柔而屋盖刚。单根柔索在曲线均布荷载作用下为悬链线，当垂度f=1／4l时，近似为抛物线，见图10-77，但其外形会随活载如不对称风、雪荷载的大小与位置而变化，且幅度很大，振荡过于频繁，对保持屋面形状、保证屋面防水 非常不利，因此屋盖必须有足够的刚度。
2．结构稳定性
柔索只能单向传力，即荷载必须与垂度f同向，若风为吸力或竖向地震力时，则立即失去稳定，无力抵抗向上风力和竖向地震力，严重时甚至屋盖被局部掀起或屋盖被完全揭顶。
3．共振
风荷载与地震作用具有动力和随机性，悬索像绷紧之弦，易于受到颤动，并会产生振动。一旦发生振动，屋盖即遭破坏。1940年11月7日，美国华盛顿塔克马海峡桥，和风持续6h，风力稳定且低速18．8m/s，桥面产生空气动力颤动，振幅逐渐增大，桥梁受到扭转、弯曲，最后失稳，终于断折破坏。
4．支座拉力
悬索支座拉力的处理与拱脚推力的性质同等重要。若悬索支座拉力无可靠着落点，则悬索结构房屋将全部报废。
(1)悬索的结构体系有：
1)单层并列索系(单层平行索系)；
2)单层辐射索系(单层蝶形索系)；
3)双层并列索系(双层平行索系)；
4)双层辐射索系(双层轮形索系)。
(2)悬索结构类型虽多、式样各异，但其原理与特性却基本相同，具有下列共同优点：
受力性能优良；
2)非常经济；
3)施工简便；
4)平面适应性强，造型新颖、多样、优美，几乎任意形状的建筑平面与建筑体型，都可适用悬索结构。
