随性自由的单层网壳结构

1、随性自由的单层网壳结构褚老师建构物语网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架。网壳结构兼有杆件结构和薄壳结构的主要特性，受力合理，可以跨越较大的跨度。网壳结构应用范围广，可以用于大、中小跨度建筑，特别适合超大跨度的建筑。网壳按杆件的布置方式分为单层网壳和双层（甚至3层）网壳。最为常见的双层空间网架结构网壳结构平面上可以适应多种形状，如圆形、矩形、多边形、扇形甚至不规则形等，在 外形上同样可以形成多种曲面。早期网壳的曲面形式较为规则，常见的有单曲面（筒壳）和双曲面（球网壳、扭网壳、扁网壳等），随着建筑设计的发展，网壳结构也发展为更为自由

2、 的曲面。不同形式的壳结构示意图日本山口县山口市KIRARA博览纪念公园的网壳屋面结构模型合理的曲面形式可以使结构受力更为均匀合理，结构具有较大的刚度， 结构变形小，稳定性高，节省材料。早期，网壳的出现更多地作为一种结构性的解决方案。作为建筑师，更多关心的是建筑的形式、空间对人的影响，某些时候甚至牺牲一定的结构合理性也是在所不惜。多层杆件的网壳如果结构外露看起来较为繁杂，采用吊顶等方式将结构隐藏的做法对于追求真实的建筑 又缺少表现力。中国国家大剧院的椭球形双层空腹网壳结构（其东西跨度212.24m,南北跨度143.64m,弯顶高度46.29m。）在建筑的透明部分，双层网壳结构仍显得过于繁杂，有

3、碍观瞻。在建筑的透明部分，双层网壳结构仍显得过于繁杂，有碍观瞻。贝聿铭早期作品一一香山饭店平板双层网架结构的采光屋面一一还是显得过于繁杂不够通透贝聿铭晚期作品一一北京中国银行总部平板双层网架结构的采光屋面一一还是显得过于繁杂不够通透北京首都机场T3航站楼（福斯特设计）的空间网壳结构完美的设计，结构大部分时候作为隐藏于建筑后的一种结构解决方案。德国柏林自由大学图书馆（福斯特设计）的双层网壳结构虽然结构隐藏于建筑后，但双层屋面的解决方案也可以说是充满了创造力某些时候对于建筑师来说，既能够适应各种不规则形式、又能外露以表达真实结构魅力 的单层网壳更为真实完美，其结构部件更简洁、纤细、轻薄，也更适宜于

4、用于追求通透的玻 璃或薄膜透光墙屋面。诺尔曼.福斯特设计的英国伦敦大英博物馆扩建仅仅从屋顶平面就能够感受到的古典美英国伦敦大英博物馆扩建看似规则但又富于变化的具有古典美的现代网壳结构形式，与古典建筑完美地融合在一起。贝聿铭设计的柏林德国历史博物馆老馆（原军械库）中厅以单层网壳结构（网壳下弦辅以张拉钢索形成共同受力结构）外加透明玻璃覆盖了原来约41m见方的庭院形成中厅，明亮、轻盈、简洁，现代与古典完美地融合在一起，单层网壳结构功不可没。即使是非透明的墙屋面，单层网壳自身形成的理性的结构机理也可以为室内空间增色不少，甚至成为空间最重要的视觉因素，这比为了遮蔽结构及设备管线而采用附加的吊顶更为真实、

5、高效。英国伦敦国王十字火车站的扩建部分具有古典美的现代结构、现代形式与形成老建筑完美的融合。内部更为浪漫的结构呈现，壳体结构圆心处从屋面延伸至地面形成树状支柱。单层网壳自身形成的图案化效果具有很强的结构表现力网壳结构（焊接）和屋面外层的细部构造网壳结构可以用小的构件组成很大的空间，这些构件可以在工厂预制实现工业化生产（当然也可以现场焊接），安装简便快速。规则的网壳结构杆件形式单一，不规则的网壳则需要精确的加工和安装技术。弗兰克.盖里设计的德国柏林 DG银行al亶尊藝土申仝期II蹲Hit* I轉点如畑H|丐战册中空取紀工迎用乐敦事卅f jjii, i r- f_ .- h-12即尬1駅*阳克鳌德

6、国柏林DG银行一一采光顶采用工厂预制杆件现场组装福克萨斯设计的米兰会展中心网壳结构和玻璃面板形成建筑的轴线，网壳形式也更为自由，部分网壳已经等同于单层平板网架了米兰会展中心网壳的组装构件福克萨斯设计的法兰克福 MyZeil商业中心福克萨斯惯用的设计手法，网壳形式变化更大，杆件节点组装方式采用焊接的方式。GMP事务所设计的柏林中央火车站的规则筒状网壳构件化组装的网壳细节 一一网壳下弦辅以张拉钢索形成共同受力结构。除此之外，网壳结构呈曲面形状，可以自然形成排水坡度，不需像传统的平面空间 网 架结构那样采用小立柱找坡，结构更为美观。虽然同等条件下双层网壳结构可以适应更大的结构跨度， 但单层网壳的跨度同样可以达 到大部分空间的使用需求。 目前为止，国内最大的单层网壳结构 一一天津市于家堡交通枢纽 站房平面尺寸达到约 143m x 81m，结