实际上,将索穹顶的上弦层索用刚性杆件替代,就形成了弦支穹顶结构。弦支穹顶结构构件包括:上层刚性网壳、径向斜拉索、环向拉索和竖向刚性撑杆(图1)。
与索穹顶不同,弦支穹顶结构的上层刚性网壳本身具有刚度,能够直接承受外荷载,但刚度相对较弱,通过对下层柔性拉索施加预应力,使拉索与网壳间的刚性撑杆为上层网壳结构提供弹性支承,从而提高整体结构的刚度和承载能力。弦支穹顶结构充分利用单层网壳和索穹顶结构各自的优点,结构整体性强,刚度大,稳定性高,经济性能好。
弦支穹顶径向斜拉索的一端直接连接在刚性网壳上,拉索张拉的预张力与网壳中产生的压力互相平衡。因此,弦支穹顶结构是一种自平衡预应力结构(图2、图3)。弦支穹顶结构于1993年由日本川口卫[注]提出,已广泛应用于世界各地,中国天津保税区商务中心屋盖采用了弦支穹顶结构。