正交预应力索拱结构是双层索系或鞍形索网中用实腹式或格构劲性构件代替上凸的稳定索,通过张拉承重索或对拱两端下压产生强迫位移,使索与拱相互压紧形成预应力索拱体系.与柔性悬索结构相比,索拱体系具有圈套的刚度,尤其是抵抗不均匀荷载的结构形状稳定性有较大幅度的提高;与单一工作的拱相比,索—拱体系内的拱因与张紧的索相连接而不易发生整体失稳,因此拱的截面减小.预应力索—拱这种刚柔相济的混合结构形式把刚性拱与柔性索有机结合起来以共同抵抗外荷载的作用,这既发挥了高强钢索的抗拉性能又充分利用了拱的抗压弯能力.正交预应力索拱结构是一种新的结构形式,国内除刚建的淮海工学院风雨操场体育馆外尚未见相应工程实例,研究上也局限于一般静力参数分析.该文结合淮海工学院正交预应力索拱体育馆主要研究内容如下:该文运用有限元程序ANSYS对正交预应力索拱进行动力性能研究,分析拱的抗弯刚度、轴向刚度、矢跨比以及索的轴向刚度、垂跨比、预应力大小对正交预应力索拱结构动力性能影响.该文结合淮海工学院正交预应力索拱体育馆主要进行以下几点研究:(1)分析不同环梁高度下索力从施工完成后在上部荷载作用下因环梁侧移引起的索的预应力损失情况,以及空间椭圆边环梁的内力分布规律,为设计提供依据.(2)对不同索张拉工艺分析研究,得出不同张拉方式下索力分布规律,结合结构刚度、承载力、局压能力,提出运用倒拆法分三批张拉的合理张拉方式.(3)对结构进行动力分析,分析表明:不同支撑条件对结构自振性能影响不大,但对振型有较大的影响;通过对地震作用下结构性能研究表明:结构的地震作用下的响应以竖为主,且竖向地震作用较大.(4)对原索夹进行调整,并对施工工艺进行研究.(5)对结构进行变形、索力、拱架应力以及自振性能测试与分析.该文最后总结给出正交预应力索拱结构性质、设计与施工阶段的结论与建议.