网壳结构磨石建筑结构设计教程资料

3网壳结构主要内容3.1网壳结构的形式3.2网壳结构的设计3.3网壳结构的温度应力和装配应力3.4网壳结构的抗震计算3.5网壳结构的稳定性3.6单双层网壳及弦支穹顶3.1网壳结构形式一、网壳的分类

通常有按层数划分、按高斯曲率划分和按曲面外形划分等三种分类方法。1．按层数划分网壳结构主要有单层网壳、双层网壳和三层网壳三种。(如图1所示)

(a)单层网壳(b)双层网壳

(c)三层网壳

图1按层数划分的网壳结构

2．按高斯曲率划分

设通过网壳曲面S上的任意点P作垂直于切平面的法线Pn。通过法线Pn可以作无穷多个法截面，法截面与曲面S相交可获得许多曲线，这些曲线在P点处的曲率称为法曲率,用Kn表示。在P点处所有法曲率中，有两个取极值的曲率(即最大与最小的曲率)称为P点主曲率，用K1，K2表示。两个主曲率是正交的，对应于主曲率的曲率半径用Rl，R2表示，它们之间的关系为:

图2曲线坐标

曲面的两个主曲率之积称为曲面在该点的高斯曲率，用K表示:网壳按高斯曲率划分有以下三种

(1)零高斯曲率的网壳零高斯曲率是指曲面一个方向的主曲率半径R1=∞,即K1=0;而另一个主曲率半径R2=a或-a(a为某一数值),即K≠0,故又称为单曲网壳.如图3(a)所示。(2)正高斯曲率的网壳正高斯曲率是指曲面的两个方向主曲率同号,均为正或均为负,即K1*K2>0,如图3(b)所示

(3)负高斯曲率的网壳负高斯曲率是指曲面两个主曲率符号相反,即K1*K2<0,这类曲面一个方向是凸面,一个方向是凹面.如图3(c)所示。

图3高斯曲率网壳

3．按曲面外形划分

（1）柱面网壳

柱面网壳是由一根直线沿两根曲率相同的曲线平行移动而成,如图4所示。根据曲线形状不同，有圆柱面网壳、椭圆柱面网壳和抛物线柱面网壳

图4柱面网壳

(2)球面网壳球面网壳是由一母线(平面曲线)绕z轴旋转而成,如图5所示。

图5球面网壳(3)双曲抛物面网壳

双曲抛物面网壳是由一根曲率向下(K1＞o)的抛物线(母线)沿着与之正交的另一根具有曲率向上(K2＜0）的抛物线平行移动而成。该曲面呈马鞍形，如图6所示。其高斯曲率K＜O，适用于矩形、椭圆形及圆形平面。图6双曲抛物而网壳(4)复杂曲面网壳

网壳结构可根据建筑平面、空间和功能的需要，通过对某种基本曲面的切割与组合，可以得到任意平面和各种美观、新颖的复杂曲面。基本形式有柱面的切割与组合、球面的切割与组合、双曲抛物面的切割与组合及柱面与球面的组合等。

4.曲面的形成方法

(1)旋转法

由一根平面曲线作母线，绕其平面内的竖轴在空间旋转而形成的一种曲面，该种曲面称为旋转曲面。如图7所示。(2)平移法

由一平面曲线(母线)在空间沿着另两根(或一根)平面曲线(导线)平行移动而形成的曲面，称为平移曲面。如图8所示。图7旋转曲面

图8平移曲面二、柱面网壳1．单层柱面网壳的形式按网格形式划分，主要有以下几种形式。(1)

单向斜杆型柱面网壳

做法:如图9(a)所示，首先沿弧等分弧长，通过等分点作平行的纵向直线，而将直线等分，作平行于弧线的横线，形成方格，最后每个方格加斜杆，形成单向斜杆型柱面网壳.(2)人字型柱面网壳如图9(b)所示，与单向斜杆型网壳的不同之处在于斜杆布置成人字形。(3)双斜杆型柱面网壳如图9(c)所示，每个方格内设置交叉斜杆，以提高网壳的刚度。(4)联方型柱面网壳如图9(d)所示，其杆件组成菱形两格，杆件夹角为30度~50度。(5)三向网格如图9(e)所示，三向网格可以理解为联方型网格再加上纵向杆件使菱形变为三角形。

图9单层柱面网壳的网格形成2.双层柱面网壳的形式

主要有交叉桁架体系和四角锥体系

(1)交叉桁架体系

单层柱面网壳的各件形式均可成为交叉桁架体系的双层柱面网壳，每个网片形式如图10所示。

图10交叉桁架体系基本单元(2)四角锥体系

四角锥体系的柱面网壳形式主要有四种

1)正放四角锥柱面网壳

如图11(a)所示，由正放四角锥体按一定规律组合而成，杆件种类少，节点构造简单，是目前最常用的形式。2)正放抽空四角锥柱面网壳

如图11(b)所示，这类网壳是在正放四角锥柱面网壳的基础上，适当抽掉一些四角锥单元体件的腹杆和下弦杆．适用于小跨度、轻屋面荷载。3)次斜放锁四角怠锥柱哭面网阴壳如图ll布(c)所示，辜这类网孤壳也是瞧由四角书锥体系议组合而婶成，上鱼弦网格自正交斜俘放，下姿弦网格棚正交正贯放.4)棋盘副形四径角锥括柱面改网壳如图1息1(d)所示哀，这菊类网有壳是被在正填放四疾角锥筐柱面首网壳泥的基妇础上膜，除都周边龙四角菌锥不馒变外纠．中择间四园角锥堂间隔倦抽空届，下缸弦正办交斜素放，蔽上弦遥正交弟正放尼。图1叼1破双简层柱扯面网少壳的遵网格贪形式三、球矮面网壳球面程网壳街结构绕也是遇目前贡常用轧的形哲式之雪一．长可分脑单层盈与双匀层两法大类。(一)陷单层球络面网壳按网筹格形医式划蓝分主珠要有浙7种优，即蓝肋环伞型、紫施威卡德勒璃型(Sch第wed斤Ier)、联方袋型、胀凯威柄特型砖(Ki装ew极it市t)、短程线般型、三闷向网格鲁及两向扣格子型屋。1．垒肋环杆型球碧面网婚壳肋环型柜球面网职壳是从劲肋型穹会顶发展知起来的。特点:肋环忧型网染壳只保有经减向和烈纬向拳杆件肤，大技部分挂网格屯呈梯固形。东由于排它的然杆件环种类翻少，甲每个业节点肉只汇壳交四铲根杆汽件，环故节坑点构抬造简耗单，剧但是叔节点锅一般测为刚案性连幼接，吹承受初节点纽奉弯矩稠。图1介2剧肋岂环型演球面切网壳2．块施威烂德勒供型球朋面网萍壳这种颈网壳神由经娱向杆看、纬染向杆甲和斜娇杆构路成，伐是肋硬环型命网壳池的改弓进型变。设塘置斜待杆的兰目的挺是为贺了增钩强网向壳的只刚度乌并能默承受歇较大利的非派对称恢荷载见。斜杆布流置方法阻主要有财：左斜包单斜杆伞、左右撑斜单斜孙杆、双谣斜杆和洽无纬向歪杆的双饰斜杆。图13啊施罚威德勒堆型球面僻网壳3．联傅方型球闷面网壳特点:(1)选、由左伶斜杆和家右斜杆贞组成菱篇形网格寨的网壳宗(图1俱4(a)拍)，两斜月杆的肉夹角欺为3熔0度捡~5踏0度迈，其降造型成优美衣，通弱常采救用木爱材、距工字弃钢、仓槽钢随和钢元筋混狡凝土眉等构考件建点造。（2踩）、盖为了曾增强俩这种匆网壳间的刚双度和知稳定青性能疫，一迈般都旗加设日纬向赖杆件铅组成被三角聪形网们格(飞图1讲4(b))嘱。(3）性、这种条网壳纷在非珠常大柿的风亚载及湾地震劳灾害互作用躁下仍伪具有罢良好会的性攻能，幕可用句于大来、中费跨度谨的弯喉顶。图1敢4问联荣方型涝球面蠢网壳4．凯叠威特型魄球面网弓壳它是由n(膏n＝扔6、阅8、畜12乒……痕)根通尤长的刑经向可杆先驳把球完面分吗为n个对自称扇析形曲狠面，迎然后村在每晌个扇临形曲碍面内舌，再加由纬荷向杆握系和另斜向抛杆系察将此泛曲面智划分粱为大纳小比百较匀锡称的俊三角免形网偏格(获图1像5(a)、扮(粮b))粒，在每个掉扇形平拣面中各可左斜杆印平行，肺各右斜牵杆平行蔽，故这藏种网壳绪亦称为摘平行联烂方型网怨壳。优点：网格叼大小趴匀称井，内窑力分蛋布均手匀，蓄常用专于大邀、中糟跨度台的弯喉顶中惧。如如目前厘世界霉上跨毯度最阔大的为新奥选尔良骡超级扯弯顶阀，它愈的网叙壳采哗用了仍12庸个扇拍形面且。在实偶际工君程中眼，有帽时在揪网壳爱的上考部采愿用凯副威特垃型而脏在下西部采闷用具握有纬卧向杆催的联宗方型旦，如肌图1物5(c)影、(新d)所示擦。图15腥凯劲威特型仿球面网植壳5．三强向格子胞型球面摘网壳这种网功壳的网拿格是在石球面上欢用三个愈方向的考、相交锁成60脾度的大保圆构成蓬(图1初6)，窑或在球粱面的水磁平投影姨面上，从将跨度n等分，满再作出辜正三角肯形网格帅，投影倾到球面跃上后，犬即可得僵到三向展格子型肉球面网混壳。这扇种网壳遍的每一辛杆件都廉是与球贞面有相渡同曲率翼中心的画弧的一查部分；淡它的结蜂构形式网优美，谷受力性雄能较好村，在欧提洲和日锋本很流径行，多源用于中策、小跨你度的弯痛顶。图16孟三倦向格子饼型球面正网壳6．短东程线型逮球面网仇壳短程线财型球面符网壳是诉多面体庭划分法净中最典辱型、应颜用最广屈的一种井网壳。网格划侵分:也当选定严了多面泉体和基墨本三角述形之后叹，进行浸再划分口的方法档很多，犬主要有车两类，细第一类酬是交替销划分法筹(A1肃te茅rn逼at班e)雕，第二棉类是净面心泰划分兆法(Tri勺aco洪n)，而每卷一类豆又有爱不同贤的方菌法。(1)慕交替划将分法一般用蛾于20虚面体，肝用划分智线平行铅于基本掩三角形订各边组拾成网格途，划分暴频率N为奇降数或见偶数为均可皂。划袜分时醒常用指的有声三种煎方法谢。1)弦投均分法将多面抚体的基刑本三角毕形各边索等分若哲干点，佛作划分践线平行框于该三汇角形的僚边，形眨成三角话形网格住，再将疲各点投说影到外障接球面罗上，连裤接球面曲上各点迷，即求肿得短程雾线型球镇面网格处(图2住1)。图2l弦均分讲法2)等联弧(等市角)再皆分法首先闲将多工面体危的基丧本三温角形捐的边晌进行贡二等灯分或矩三等芳分，隔并从故其外怀接球即中心设将等搭分点餐投影糟到球胡面上贱，把宾投影印点连苏线形沫成新彻多面欧体的岩棱(努弦)章，此肯时原迎弦长右缩小待一半词或1沫／3裂(图递22漫).图22趴等迅弧(等袖角)再酷分法3)浆等分烟弧边驻法该法与阶等弧(稼等角)税再分法酷不同之视处是将林基本三涉角形各青边所对饶的弧直嫂接进行国等分，蛮连接球湾面上各肉划分点己，即求饼得短程济线型球点面网格(2)悉面心划四分法首先券将多青面体戚的基卫本三栗角形姑的边撤以N次等回分，猜并在弊划分粘点上摘以各洽边的屯垂直析线相枕连接仙，从饮而构绳成了算正三老角形虚和直无角三水角形贴的网壤格(似图2任3)慢。再叨将基同本三蛇角形保各点肺投影倦到外复接球延球面脏上，票连接究这些容新的洪点，套即求住得短厦程线绒型球托面网贸格。面心法盆的特点薪是划分骗线垂直暮于基本径三角形劲的边，短划分次烈数仅限锦于偶数鸟。由于寻基本三絮角形的捞三条中喇线交于隙面心，揪故称为习面心法纺。图23格面抄心划分恰法图24庸短使程线球乞面网壳7．疗两向厘格子墨型球德面网晕壳这种网办壳一般猪采用子势午线大智圆划分渴法构成纵四边形修的球面食网格，略即用正唱交的子析午线族典组成网愧格，如扬图25煌所示。艺子午线珠间的夹信角一般旋都相等费，可求籍得全等斑网格，钩如不等紫则组成下不等网御格。图2私5颠二收向格薄子型涉球面他网壳捡网格丢划分(二)首双层球房诚面网壳主要染有交糊叉桁久架系汇和角梳锥体仓系两号大类。1．交旋叉桁架目体系各种形顿式的单长层球面请网壳的接网格形辟式均可天适用于阵交叉桁汗架系，艳只要将套单层网站壳中的化每根杆由件用平戏面网片嫁来代替忧，即可蝇形成双洗层球面妈网壳，吉注意网缘瑞片竖杆廉的方向弃是通过骂球心的耕。2．宏角锥池体系由角井锥体欧系组筝成的均双层好球面粗网壳吼的基球本单逗元为寻四角参锥或悦三角贺锥，位而实师际工杆程中第以四法角锥羽体居仪多。竟如图布26诸所示馆，为促肋环扰型四漠角锥街双层绘球面痛网壳浪。为蕉保证及杆件榜具有东合理条的加阶工长适度且抢减少施汇交舞于中图心点可的杆戒件数愤，网胞格中患有过踪蝶渡三伐角形碑。图2策6饰肋赢环型耳四角织锥双族层球凡面网胡壳第二节古网振壳结构娱的设计一、双屋层网壳挺的设计双层网威壳结构夕的设计劣与平板吃网架基烈本相同疗，计算抵模型也骡是采用近空间桁隐架位移公法，节放点假定局为铰接斤，杆件伸只承受存轴向力姐，但有设以下几叫点不同舞。1．飞网格乡丰形式双层网望壳结构绿的网格剖形式与组平板网孕架相比泪，种类她大为减录少，由机于网壳陶结构除筋承受弯现曲以外揉，尚有扔薄膜力体的作用治，所以盛双层网闹壳的上涨弦杆和骆下弦杆衔都可以韵是受压鸡的，因顺此适用授于平板笔网架中映的上弦酒杆短、互下弦杆捕长的很苗多形式本，并不四一定适关用于双传层网壳象。2．网抢壳的厚比度双层柱棋面网壳希的厚度串可取跨掏度的1抬/50纱~1/志20；闭双层球磁面网壳求的厚度宽一般可织取跨度俊的1/突60~续1/3植0。研变究表明惯，当双是层网壳气的厚度太在正常洞范围内孩时，结蚕构不会符出现整析体失稳肿现象，箱杆件的代应力用英得比较素充分，穷这也是耽双层网切壳比单和层网壳虏经济的盲主要原伟因之一誓。3．醋容许末挠度容许引挠度疾的控而制主膛要是快为消饿除使惕用过闯程中蛾挠度造过大币对人戴们视金觉和产心理吐上造珠成的和不舒行适感母，属眯正常震使用煤极限杂状态娃的内柜容。网壳央结构稳的最它大挠姑度值或不应踩超过休短向出跨度近的1工/4妙00纳。由勾于网司壳的港竖向这刚度姓较大筛，一旷般情挪况均嫌能满泊足此育要求掉。对尽于悬星挑网延壳，座其最之大位和移不孝应超脂过悬骆挑跨宽度的汤1/尼20伶0。4．刻杆件蹄的计赞算长懂度系挖数由于避双层坚网壳困中大线多数坏上、掘下弦运杆均须受压候，它吵们对震腹杆串的转后动约生束要级比网悲架小混，因孔此其塌计算牧长度艘与网巨架相薯比稍群有不管同，缠系数质值见些表3辉—3糊所示双层网积壳杆件害的容许温长细比顽，对受狐压杆件改取[λ]来＝1产80绪；对标受拉速杆件排，若嚼承受挺静载丽则[λ]哪＝3里00纱，若享直接凯承受辨动载许则[λ]忧＝2饺50码。5．焊隙接空心歇球节点层承载力当空绿心球鉴直径店为1绍20印一9抗00mm时，荒其拉泄压极律限承兆载力烛设计寺值可已按下眉式计谈算：式中套：Ntc——焊接空态心球的叉轴心受耕拉、受倘压承彻载力初设计值d--绑---钢管征外径斧(mm远)；D-芳--驳--空心拥球外痒径(mm)链；t-抓--站--空心球三壁厚(mm僚)；f--观---钢球的定抗拉、倚抗压强狡度设计践值(MP识a)；d---承载力块加肋提云高系数粗，受拉d＝1裂.1弹,抵受压d＝1.涛4,不翁加肋时d＝1.素0。6．申螺栓获球节吸点设稿计高强臂度螺港栓的记直径糖应由临杆件铺内力蛙控制大。每低个高馆强度腥螺栓鹊的受叙拉承氧载力白设计币值,阶应按店下式销计算竖:3.2单层胳网壳域的设材计1．计逝算模型单层握网壳躺应根未据节眠点类讲型选薄择不奸同的贪模型数进行低分析诱计算今。当寸采用疗螺栓酸球节排点时明，应侵采用跪空间晃杆系疮有限楚元法亏计算王；当耳采用减焊接详空心推球节臣点时得，可盖采用恒空间迅梁系薄有限哈元法亡进行航分析壳。2．全杆件牵及节否点设新计(1它)杆女件设龙计单层萝网壳以杆件坛的受洁力一责般有高两种纪状态削：一旅种为业轴心董受力剥，一穴种为蹦拉弯富或压申弯。当网壳庄节点的耽计算模妥型为铰友接时，检杆件只辣承受轴春向拉力数或轴向敏压力，恢杆件截涉面设计坚可参考律网架结穿构的杆否件设计动.当网糕壳节点旺的计算庸模型为物刚接时冲，网壳搅的杆件略除承受站轴心力锣以外，飘还有弯顽矩作用画，杆件晕应按偏挽心受力馒构件进阶行设计浇。1)看强度鹿验算2)仰稳定棍性验挤算杆件顷沿两颜个方盗向的厅稳定辟性验缩慧算公饿式参质考钢麦结构凡设计敲规范隔。(2详)节烤点设印计单层怎网壳颂的杆娘件采凭用圆翠管时小，铰晴接节柜点一绿般采萝用螺歌栓球奋节点执，刚据接节肾点一颈般采荷用焊挺接空坟心球丧节点哲。具叹体采且用何巩种节佣点形岂式，司主要松由网付壳结迅构的兆跨度口决定轨。一巨般认委为当顾单层竖网壳雀的跨欧度较鸣小时译可采朋用螺骡栓球呜节点那，正蜻常情乞况下跨均应立采用承焊接紫空心逝球节细点。由于蛛单层锻网壳浸的杆租端除警承受蛛轴向缎力外甜，尚牺有弯百矩、拔扭矩呈及剪泳力作偏用。忠精确成计算离空心音球节顿点在设这种朝内力张状态敏下的坦承载刚力比挣较复橡杂。午为简端化计容算，酸将空岂心球雕承载值力计哀算公充式统态一乘博以一浩受弯踏影响玻系数镰，作依为其示在压少弯或球拉弯愧状态碌下的拔承载留力设肠计值铲。一录般取穴系数桑＝0.8帜。3.酱3网壳结排构的温驻度应力抛和装配斧应力网壳篇一般化都用鼓于大臭跨度趣建筑父，往跟往具雕有比逢较冈复杂即的几驻何曲季面，僻在结章构组夹成上舒也是馒高次置超静冤定结筒构。地为了利保证己整体折结构士具有浙足够扛的刚板度，吵支座做通常梅设计电得十绒分刚扶强，送这样苦在温涌度变也化时狐，就渠会在馅杆件榨、节内点和丙支座榆内产奶生不测应忽梁视的卷温度经应力瓶。另详外，穗网壳猾因制撕作原递因使司杆件遥具有历长度个误差锁和弯边曲等亲初始鬼缺陷费，在牙安装竭时就坦会产拔生装回配应躁力。霜由于苏网壳绒是一蜘种缺句陷敏呀感性远结构兰，对哗装配岁应力捕的反妙应也纺是极闸为敏往感的疑。一、罚温度唇应力汁的计圈算网壳的言温度应叹力的计示算应采停用空间价杆系有网限元法蓄进行离。首先慰将网壳垮各节点吼加以约扭束，根萍据温度型场分布葵求出因骆温度变王化而引滚起的杆蛮件固端瞒内力和览各节点莲的不平也衡力，遣然后取国消约束寺，将节泳点不平峡衡力反视向作用铺在节点指上，求盐出因反捧向作用艺的节点真不平衡骑力引起吗的仟件里内力，芬最后将捐杆件固伙端内力午与由节派点不平糟衡力引判起的杆芒件内力菠叠加，苹即求得枕网壳杆烦件的温犁度应力才。温度应缸力是由端于温度冒变形受赖到约束村而产生泥的，降厨低温度姐应力的答有效方熊法应是延设法释立放温度辽变形，耳其中最叶易实现帝的是将弓支座设识计成弹卫性交座金，但应珍注意支缺座刚度驼的减少急会影响吓网壳的历稳定性锯。三、夹装配胶应力丈的计尽算装配台应力书往往耗是在则安装饰过程崭中由攀于制室作和尊安装颗等原汪因，虑使节妈点不拌能达撑到设陕计坐担标位问置，暮造成榆部分杀节点局间的场距离是大于鞭或小挨于杆配件的棍长度膝，在槐采用占强迫挤就位誓使杆绸件与暴节点犁连接此的过太程中刚就产扒生了趟装配坡应力绸。由于照网壳渐对装窜配应哀力极格为敏泄感，他一般殊都通拼过提抛高制岔作精钢度，乡丰选择粥合适扔安装贿方法臭以控视制安能装精警度使铺网壳的的节汗点和倚杆件放都能佣较好用地就乐位，猜装配滤应力闸就可系减少正到可点以不隆予考解虑的梁程度咸。当需要耗计算装可配应力凑时，也晶应采用博空间杆搂系有限以元法，骨采用的亦基本原滨理与计啦算温度雹应力时堤相仿，死即将杆扔件长度味的误差食比拟为貌由温度述引起的球伸长或唱缩短即旱可。3.4网壳哄结构呀的抗所震计紧算网壳娘结构苏的动防力特知性与而网架扩结构温相比迈，都抬具有堆频谱肥相当析密集路的特坝点，猛不同农之处仙在于述水平辆跨度垃方向断的网茧架结恰构的商振型都以竖膊向为滤主，获而网俱壳结痕构则佩是水改平与矛竖向置振型夸均有客，这计主要搬与网湿壳结栽构的猾矢跨敬比有行关.夫在设舍防烈维度为茄8度淹或9殿度地请面必罗须进塘行网厘壳结孝构水早平与割竖向宵抗震例计算根；在糊设防立烈度南为7依度的爆地区漂，可骂不进恳行竖弯向抗易震计岔算，嘴但必撕须进顺行水片平抗槽震计乔算.对网锦壳结掌构进郊行地双震反垒应计猎算时肢可采冠用振溪型分知解反枯应谱璃法，仗计算祝时参枣与组象合的秤振型场数量笼宜取n＝2管0。对于体姑型复杂残或重要斜的大跨据度网壳扰结构，剃应采用喂时程分衰析法进怪行补充艘验算。摆应根据掠建筑场报地类别静和设计树地震分烦组选用塌不少于州二组的悦实际强鞭震记录午和一组照人工模烫拟的加楚进度时丘程曲线继，其加污速度时首程的最虎大值可容按表3而—6采盟用。表3—6雀时降程分超析所烫用地秒震加保速度没时程遥曲线短的最吼大值惨(cm／生s)注：括喊号内数何值用于气设计基盛本地震剥加速度为0.魂15g和0侦.3兴0g的地区网壳结疫构的抗善震分析串需分两朱阶段进雷行：第一阶林段为多落遇地震久作用下缝的分析剖。网壳套在多遇绵地震时蹲应处于正弹性阶舅段，因威此应作源弹性时右程分析迟，根据控求得的柿内力按岗荷载组酒合的规全定进行条杆件和测节点设溪计。第二阶芒段为罕钉遇地震瞒作用下遗的分析灿.网壳死在罕遏等地震作赔用下处足于弹塑神性阶段呀，应作端弹塑性既时程分侍析，用滤以校核爹网壳的灰位移以直及是否籍会发生桶倒塌。3.5网壳结渔构的稳翁定一、叠结惑构稳蔽定性意的概榆念结构愁的稳梢定性静是指追结构尿平衡浑状态痛的稳游定性盟。任块何结祥构的酒平衡涂状态悠可能阻有三牵种形竿式，教即稳秧定的察平衡雪状态急、不吃稳定纪的平贤衡状怨态和熔随遇厦平衡狸状态际.假设伶结构刚在平挪衡状羽态附袍近作萝无限系小偏酸离后荐，如刷果结声构仍予能恢院复到伞原平怒衡状屡态，丘则这涂种平械衡状棚态为届稳定怕的平饭衡状毯态；咱如果尿结构医在微摸小扰拳动作汽用下跨偏离年其平壶衡状惜态后夜，不罩能再泽恢复找到原胳平衡仁状态辰，反士而继益续偏之离下埋去，趣则这泼种平福衡状赞态为愚不稳衰定的块平衡导状态介；如睛果结胳构偏民离其技平衡好状态叉后，预既不堂恢复餐到原手平衡亭状态男，也池不继榴续偏撒离下咏去，喝而是赤在新云的位桐置形逝成新壳的平京衡，监则这礼种平胞衡状你态为偶随遇贼平衡栏状态秆.平膜衡状辈态的揉稳定活性如侍图2词7所渡示。(a)稳定杠的平况衡状睁态储(b)不稳似定的笋平衡学状态休(c)随遇贺平衡感状态图2蛾7健平吼衡状展态分响类二、结先构失稳斯及失稳词的种类1．失忍稳受一定君荷载作辜用的结壮构处于逗稳定的采平衡状技态，当粘该荷载晋达到某环一值时院，若增晶加一微沙小增量席，结构框的平衡泥位形将熄发生很枪大变化铁，结构胃由原平捎衡状态拴经过不喜稳定的泰平衡状盈态而到旦达一个暮新的稳狂定的平神衡状态祥，这一关过程就慈是失稳糠或屈曲罩，相应盗的荷载捐称为临汪界荷载胜或屈曲假荷载.2．夏失稳台的种椒类根据结资构在失侨稳过程此中平衡属位形是浅否发生闲质变，告结构的上屈曲一任般可以萄分为第章一类屈毁曲(分告枝点屈移曲)和懒第二类颜屈曲(球极值点律屈曲)束.(a)分枝丸点屈陷曲井(b)极值努点屈项曲图2埋8雪失打稳的掀种类三、网司壳结构唯的屈曲漫分析屈曲情分析版的目术的是乎确定亭结构侵从稳焦定的疾平衡失状态敌变为活不稳愉定的恋平衡弊状态房诚时的的临界餐荷载规及其纺屈曲婆模态戒的形均状。肾目前乞普遍患采用痰的两饿种方梁法是哈理想五结构翠的线锯性屈敞曲分患析(巡寿特征肃值屈帖曲分俊析)售和缺筑陷结既构的元非线五性全京过程俊分析盛(非亿线性叨屈曲柿分析状)。1、线傍性屈曲忘分析线性屈坦曲分析垫用来预居测一个巡寿理想线笑性结构众的理论序屈曲强润度，优命点是无典须进行应复杂的闭非线性泊分析，石即可获朗得结构滨的临界埋荷载和分屈曲模退态，并吗可为非涝线性屈浆曲分析什提供参与考荷载名值.2、非鹊线性屈殊曲分析为了考斯虑初始拼缺陷对存结构理悄论屈曲漂强度的棒影响，耍必须对费结构进稳行基于伟大挠度简理论的贪非线性穴屈曲分滤析。四、填临界归点的舒判别含准则结构瓦在某径一特甜定平妇衡状陷态的章稳定陪性能肉可以思由它酿当时欧的切服线刚瓣度短腿阵来虫判别莲：正傍定的垮切线极刚度咸矩阵驾对应醋于结结构的乌稳定乱平衡赵状态拍；非检正定性的切敲线刚切度矩拥阵对遇应于梳结构学的不谦稳定帖平衡愧状态净；而后奇异夺的切授线刚充度矩阳阵则手对应材于结犹构的盛临界回状态贿.岗矩阵忘是否才正定慰需根董据定桨义来走判别耽：如饼果矩秋阵左觉上角准各阶酿主子麦式的抛行列异式都辜大于添零，造则矩尖阵是缺正定什的；赌如果刃有部错分主境子式树的行叉列式怪小于柜零，豆则矩立阵是皇非正脑定的字；如隶果矩衣阵的守行列浸式等特于零馋，则骂矩阵锹是奇熔异的同.图29锁极值蔽点判别胡一叶图天30史极值点扰判别二知图31向分枝宁点判别五、饰初始证缺陷鸦的影仪响对于灯单层割网壳踩结构滨等缺趴陷敏蒙感性中结构柄，其势临界初荷载皱可能赚会因青极小陡的初纵始缺翠陷而堵大大事降低打。结病构的咱初始驶缺陷如对于支极值遗点失拦稳和绞分枝屯点失楼稳的舰影响觉是不闷同的姜。如佳果理勾想结芦构的痛失稳缺属极著值点塔失稳疑，则悼考虑疗初始监缺陷也以后腰，结话构仍取发生兴极值姓点失厚稳，筛但临附界荷址载一杠般情复况均龙有不支同程年度的阳降低皂。对卫分枝泰点失塞稳情熟况，挤初始修缺陷骗将可鹿能使上分枝猪点失带稳转属化为鞭极值秤点失苦稳而更降低竭结构亿的临两界荷详载值致。对校单层垂网壳搁结构帽，初况始缺掌陷主酸要表弄现为励节点折的几这何偏枯差。在理论倒研究中灶，通常布可以采艇用以下帽两种方扯法进行迟缺陷分滤析。1、戒随机充缺陷侵模态供法该方法宴认为，词结构的稳初始缺画陷受各严种不定久因素的丑影响，握如施工僵工艺、亦现场条斜件等，把因此结晋构的初察始缺陷劈燕是随机孕变化的折。虽然宏其大小觉及分布运无法预衫先确定兵，但可迈以假定托每个节沿点的几贩何偏差攀近似符究合正态障分布，招用正态返随机变抚量模拟朋每个节迁点的几欠何偏差锋，然后捆对缺陷汗结构进聋行稳定疏性分析艺，取所灭得临界坏荷载最违小值作蕉为实际孝结构的蹈临界荷辅载。该方细法能饥较为炊真实死地反伍应实鬼际结滴构的遥稳定仇性能迅，但出由于泽需要梢对不评同缺榜陷分患布进险行多辱次的无反复挖计算捡后才碗能确蛮定结刚构的宜临界尼荷载今值，芹因此蚊计算传量太令大。2、一没致缺陷皱模态法初始摔缺陷棕对结湖构稳帅定性功影响既的程稼度不潮仅取谨决于嫌缺陷屑的大有小，出还取四决于穿缺陷尺的分骑布。一致厦缺陷加模态搂法的允基本框思想衫就是退采用故对结粮构稳挺定性请最不休利的享缺陷东分布逮对缺嗽陷结旦构进绩行稳嫂定性导分析谣，因幸此只利需对桐具有烫与结讲构屈饥曲最饲低阶罢模态雕一致侄的初贷始缺流陷的析缺陷请结构涂进行搬稳定脉性分炉析，刻得到绵的临炼界荷质载即联可作凯为实呆际结旗构的剩临界糠荷载伯。可以认荒为，初巴始缺陷茎对结构宣稳定性陵的影响辈本质上向类似于屡平衡路被径转换绩时对结岔构施加组的人为蠢扰动，拢不同之系处在于弄初始缺恰陷的扰蓄动作用书是在结弃构一开塘始承受握荷载时持就存在附的。当睡荷载较什小时，千结构变卡形也较馆小，此屯时结构询刚度较丸大，初驴始缺陷存的扰动柜对结构坊的影响盾较小；胜但当荷妖载接近跃临界荷才载时，揪结构刚便度矩阵任趋于奇忽异，即印使是很奸小的扰匹动也将淡使结构础沿扰动种方向发撑生较大嗓的变形降，此时轨初始缺同陷的扰肯动作用若将十分提显著。六、实言用设计皂方法单层球奇面网壳围结构、柏柱面网巷壳结构岭及厚度裕小于正跨常范围帅(球面吃网壳为L/燃60化，柱面网垄壳为L/悔50奴,L为结构纵跨度)塔的双层混网壳均鞋应进行萄稳定性灰计算。1、恨全过丙程分液析网壳袖结构吧的稳严定性弱可按骗考虑炉几何煎非线挎性的蹄有限圾元分澡析方妙法(偶荷载棍一位猫移全茅过程符分析慰)进腾行分典析，屑分析剥中可偷假定冻材料兰保持燥为线吗弹性桨。其办全过蚊程分帜析可快按满急跨均恶布荷汇载进趟行，闭圆柱放面网北壳结苏构应舌补充杰考虑叹半跨掠活荷成载分渴布.洋分鱼析时尝应考秒虑初残始几搞何缺狂陷的亦影响马，并唇取结王构的平最低柜阶屈琴曲模做态作婶为初啊始缺持陷分毫布模狡态。稀其最告大值管可按栏容许伟安装梯偏差所采用鉴，但判不小构于网福壳跨工度的哀1/保30孩0.由网壳瞧结构的躁全过程商分析求面得的第遇一个临扎界点处辰的荷载陕值，可刊作为该拳网壳的于临界荷止载Pc气r;将临务界荷捞载除堡以安宋全系病数以份后即树为网坑壳结司构的军容许响承载坐力标择准值虏，即式中K——安全觉系数擦，可叠取K＝5锻。2、近唤似计算当单傲层球发面网稼壳结张构的哄跨度眨小于夏45m，单层抗柱面观网壳际的跨廊度小筛于1匠8m时，食其容驱许荷表载标宋准值Pc浴r可按命下列横公式罚近似坦计算蚁。（1骨）单咬层球洪面网蛇壳式中B——网壳的上等效薄倦膜刚度钱(kN／m)D—网壳的怎等效抗病弯刚度淘(kN／m)r—绕—球面险的曲插率半推径(m)。当网怠壳径跌向和冒环向芦的等驱效刚离度不男相同咳时，可采磨用两伞个方导向的也平均妹值。（2）劝单层柱择面网壳①当网币壳为四衡边支承颜，即两哗纵边固蔽定铰支喘(或固半结)，崭而两端帽铰支在砖刚性横恨隔上时式中笨：L、麻B、迁f、活r-穷--质--圆柱椒面网才壳的闭总长烤度、捕宽度该、矢高景和曲绸率半约径(m)丑；D、着D-愉--笛--圆柱愿面网闸壳纵沈向(消零曲洋率方贼向)和横向煤(圆弧讽方向)央的等效倚抗弯刚睛度(kN·睬m)；B--与---圆柱面识网壳横凝向等效症薄膜刚栋度(kN醋／m)。当圆惧柱面模网壳鼓的长射宽比花(L／本B)不大于戚1.2芦时，由哄式(3蹦—18芬)算出讯的容许洪承载力缎尚应乘斧以下列灯考虑荷菊载不对植称分布述影响的雕折减系颤数μ，此式的爪适用范庙围为q／g欢＝0—娇2②当捡网壳李仅沿姐两纵补边支员承时披,③当犹网壳怨为两转端支轿承时架,式中种：BEL鼓--狗--井--俘-圆柱面房诚网壳纵读向等效启薄膜刚全度(kN束／m)；I、I净--何---边梁水晓平方向苍和竖向计的线刚村度(kN猾·m)。对于桁敢架式边泡梁，其喉水平方宗向和竖固向的线桶刚度可丢按下式时计算：式中A、骄A—尚—两根育弦杆篮的截躁面面点积；a、馆a—涂—相应然的形波心距。两端支开承的单庄层圆柱条面网壳归尚应考熊虑荷载不对晚称分境布的哗影响闭，其采折减宵系统μ按下式厉计算刚：适用积范围白为L／喊B＝律1．借0—闪2．考5网壳音常用系的网聚格形彩式可帮归纳岩为三鼠种类视型，锡如图霉32上所示(a)狡K型网鬼格畏(b)斜杆型忠网格介(c)三向型修网格图32三种典牌型的网休格形式3.6单双层倾网壳及喝弦支穹阁顶由于者单层牺网壳注的承糟载力脑较低董，设粪计主敢要由鞠稳定蔽控制纵，材故料的冈实际饮工作听应力陶仅为哄允许纷应力检的l／罩10一l／6杠。为提高教其承载猴力，下妈面简单话讲述两棵种单层名网壳结掠构的改薯进形式朱，即单自双层网甲壳及弦就支穹顶哲。一、单香双层网摸壳单双任层网介壳主慌要有尺三种幼形式细：周洞边双谎层中斤部单峰层网乔壳、马局部沉双层件抽空纽奉网壳练及带倦肋局倡部双欧层网眉壳。1、周壮边双层书中部单杆层球面胞网壳结弹构网壳孩的边毙缘为狡双层矿，可勾承受鸦比较岩大的揉支座攻反力询，并欧能有弟效地擦将反它力扩带散开踢，建烤筑上捉感觉宵稳重驰；中桌间部吹分为僵单层弱网壳桨，简显洁明环快，者视觉愈效果帅好。场单层丑区域蛛可采虫用各厚种单芝层网蔑壳形疤式，蚕如肋牛环形脾、联唯方型锡、施绑威德兆勒型醉、凯帆威特赌型、渔矩程督线型掉、三执向网线格型怨；双泛层区藏域可垒采用培各种狸双层伞体系嫌，包寻括交御叉衍扑架系秘、四晒角锥怜和三改角锥避体系乡丰。单指层和岸双层根的具半体形疮式可膝根据叶建筑订、结虽构受税力和沾经济戚性进偏行合贵理组期合，师在结手合部畅(过椅渡区暗域)艺对网废格构姻造作钞适当激处理欧。图33么为肋环泪型、联清合型、丑短程线鱼型和角馆锥型的判中部单百层周边载双层球廉面网壳锐体系，呢它们皆茅基于典场型的双夕层网壳惜；图3桶4为另笨一形式慈，其中宅部为凯路威特型断与联方银型的组泥合，周绕边部分水为变厚哀度双层嫂抽空四榜角锥体凭系。图33剖周图边双层螺中部单络层球壳跑体系图34周边刊双层件中部档单层让球壳榆体系贞二2、悉双层征抽空浑网壳这种屑网壳肚的设较计不径受单察层网浴壳稳登定性胁控制秀,盲可充挥分发扑挥网甩壳杆如件的艺承载衫能力宋,采追用一骄般网呈架结币构的换分析风方法潜和通趟用程书序便瓦能进馋行结响构计蛮采用建一般携网架销结构坛的分据析方桌法和炭通用板程序稻便能结进行宿结构非计算敌。从杂结构眼上讲盟,弓这种陪网壳递实际字上是鼓一种梅抽空罚的双箭层网饺壳，崭其上患弦杆寒件形巨成三苹角形咬网格吐,蚀下弦旱杆件船沿径晶向、跳次径步向及盾环向举布置药,欺而腹裂杆的缎设置闹原则夕是使呀所有盏的上脾弦节驼点至御少有纱一根车腹秆罢与下速弦节榴点相规连,虏以经确保塑网壳淡的任央意位垃置都移不具蹦有单鼻层网暮壳的殖受力禁特点娘,肚因而姑也就敢不会枝发生滋单层肃网壳喊的失竟稳破蛾坏。图4郑1梯局乘部双银层网栋壳结嘴构的简构成缴图(朋1／戏6)3．撇带肋疑局部劲双层惕网壳带肋局确部双层编网壳的好构成基俯于单层酿网壳，捧在单层慨网壳的嘉主肋增味加下弦服(或上粗弦)以胀及相应债的腹杆说，可形商成两种矛形式的狭带肋局哗部双层柜网壳。途如图4额3(a)椒、轮(梁b)所示。芝(a)所示网田壳的外箱弦节点昂位于球探面上，铜便于覆窗盖，内每弦主肋揭为空间洪衍架体蠢系；图蒸43(b)所示这网壳申的内隙弦节讲点位琴于球擦面上扒，便铃于内梨部装坝演，伏外弦狼主肋痛空间恨衍架包呈现丈巨型涛拱，垃给人驴以清雁晰的缩慧力流撕传递蓝和稳己定之具感。图43柜带诵肋局部海双层网置壳二、缠弦支要弯项11、疫弦支弯镜顶结构菌的产生烟及构成弦支答穹顶捏(Sus甩pen—D滚om晴e)是由日款本法政傻大学川恼口卫教婶授等学需者将索纹穹顶等耕张拉整蝇体