网壳结构知识点

网壳结构

Ch9.4•本章主要内容：••••••1、概述2、筒网壳结构3、球网壳结构4、扭网壳结构5、其他形状的网壳结构6、网壳结构的选型

1PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建2网壳结构是曲面型的网格结构，兼有杆系结构和薄壳结构的特性，受力合理，覆盖跨度大，是一种国内外颇受关注、半个世纪以来发展最快，有着广阔发展前景的空间结构。网壳结构具有优美的建筑造型，无论是建筑平面、外形和形体都能给设计师以充分的创作自由。建筑平面上，可以适应多种形状，如圆形、矩形、多边形、三角形、扇形以及各种不规划的平面；建筑外形上，可以形成多种曲面，如球面、椭圆面、旋转抛物面等，建筑的各种形体可通过曲面的切割和组合得到；结构上，网壳受力合理，可以跨越较大的跨度，由于网壳曲面的多样化，结构设计者可以通过精心的曲面设计使网壳受力均匀；施工上，采用较小的构件在工厂预制，工业化生产，现场安装简便快速，不需要大型设备，综合经济指标较好。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建3back网壳结构的主要不足在于：杆件和节点几何尺寸的偏差以及曲面的偏离对网壳的内力、整体稳定性和施工精度影响较大，给结构设计带来了困难。另外，为减小初始缺陷，对于杆件和节点的加工精度应提出较高的要求，制作加工难度大。此外，网壳的矢高很大时，增加了屋面面积和不必要的建筑空间，增加建筑材料和能源的消耗。这些问题在大跨度网壳中显得更加突出。餀PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建9.4.1概述•网壳结构的优点餀

•1、网壳结构的杆件主要承受轴力，结构内力分布比较均匀，应 力峰值较小，因而可以充分发挥材料强度作用。

•2、在外观上可以与薄壳结构一样具有丰富的造型

•3、由于杆件尺寸与整个网壳结构的尺寸相比很小，可把网壳结 构近似地看成各向同性或各向异性的连续体，利用钢筋混凝土薄 壳结构的分析结果进行定性的分析。

•4、网壳结构中网格的杆件可以用直杆代替曲杆，即以折面代替 曲面。

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4PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建5•网壳结构的分类：•按杆件的布置方式分：单层网壳和双层网壳•40米以下可采用单层网壳，跨度大可采用双层网壳。当网壳结构的曲面形式确定后，根据曲面结构的特性，支承的数目、位置、形式，杆件材料和节点型式等，便可确定网壳的构造型式和几何构成。基中重要的问题是曲面网格划分（分割）。进行网格划分时，一是要求杆件和节点的规格尽可能少以便工业化生产和快速安装；二是要求使结构为几何不变体系。不同的网格划分方法，将得到不同型式的网壳结构。替PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建6•按材料分：木网壳、钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝合金网壳、塑 料网壳、玻璃璃钢网壳等。

主要发展趋势是轻质高强材料的大量使用。 材料的选择取决于网壳的型式、跨度与荷载、计算模型、 节点体系、材料来源与价格，以及制造与安装条件等。

塑料网壳及其它材料 塑料在国外已开始应用于网壳结构。塑料的重量轻、强度高、透 明或半透明，耐腐蚀、耐磨损，易于工厂加工制造。塑料折板网壳PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建7国外在60年代开始研究的复合材料应用于网架结构，常见的有玻璃丝增强树脂（GRP，俗称玻璃钢）、碳纤维或阿拉密德（aramid）。复合材料最大的优点是强度高、重量轻，单位密度的强度指标都很优越。目前复合材料已成功地用在修建连续体的壳体与折板上。它也可以用来制作索、棒与管。有一个试验性网络的杆件与节点全部用复合材料制成。木材较早应用于球面和柱面网壳，其中有肋环形和联方型网壳最多。层压胶合木广泛用于建造体育馆、会堂、音乐厅、谷库等网壳。木材的最大优点是经济，易于加工制造各种形式。目前世界上跨度最大的木网壳跨度达162m。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建8ba仆ck双层浆网壳淡是由牧两个聪同心射或不译同心部的单烧层网棍壳通拌过斜腹沃杆连多接而四成的伶。按照建网壳牧曲面盛形成贿的方匆法，姻双层助网壳誓又可插分为膨双层柱毫面网抹壳和撒双层叨球面屯网壳游，其窃结构岗型式公可分军为交叉苗桁架荡和角忽锥（鸦包括凡三角升锥、容四角哈锥、逐六角锥；星抽空盒的、道不抽京空的棉）两防大体挡系。单层淡网壳集的设探计往烈往由睡稳定丈性控躲制，仔实际终应力很捕小。僻具有轨构造农简单泳，重赛量轻贝，材另料省捡等特点肥。但倒由于构稳定宏性差某，仅注适用贝于中拆、小芝跨度的凭屋盖妥。跨侄度在40伍米以价上、绣或有逆特殊广技术要求勺（如诞在两停层之悦间安家装照忆明、宿音响泡和空项调等设限备）绢时，奔往往天选用兽双层承网壳屯。餀PD形F额文件其使用猎"乐pd贺fF差ac涉to产ry烟P甚ro革"越试用腔版本得创建9.呼4.贪2筒网拐壳结刘构•一、决单层兆筒网之壳餀ba更ck9PD突F沟文件势使用组"颂pd诸fF塞ac父to唐ry鉴P龄ro常"笔试用竟版本率创建10•二、飞双层辣筒网捕壳•1、浪按几晚何组嫩成规那律分•（1泉）平糊面桁仙架体略系双教层筒宜网壳a)雹两躬向正汇交正章放柱括面网拿壳c)胆三鼠向柱迟面网冤壳一d)里三雁向柱诞面网乖壳二b)贷两铲向正属交斜紧放柱惭面网脸壳PD友F短文件抵使用向"研pd杰fF那ac盗to帽ry谷P牺ro灯"滩试用液版本业创建正放狗四角注锥柱帮面网欣壳正放闲抽空瘦四角夕锥柱弃面网摊壳•（2色）四却角锥体系庄双层健筒网翅壳餀ba撇ck11PD宰F抹文件沿使用旷"绑pd无fF狼ac溪to漠ry悔P研ro淘"问试用凯版本炼创建三角创锥柱饮面网年壳•2、弯按弦男杆布却置方照向分•（1码）正耽交类殃双层合筒网使壳•（2影）斜丘交类骡双层盈筒网抬壳抽空产三角衫锥柱虾面网溉壳ba耳ck•（3呜）三越角锥体系茄双层吗筒网兴壳餀12PD通F绍文件莲使用货"聪pd及fF谦ac误to宏ry刮P铅ro峡"辨试用漂版本帖创建13ba准ck餀PD字F车文件绞使用欣"侮pd析fF喇ac漂to纽奉ry吩P宋ro貌"脾试用垮版本肃创建•一、刮单层锹球网丢壳9.考4.没3筐球网店壳结绕构球面润划分烂：杆件捆规格理尽可绕能少剑，以怒便制浇作与殊装配抢；形成隶的结聚构必愉须是肿几何剖不变愁体。球面谦网壳慌的网临格形欣状有劲正方矛形、谢梯形炕（如亿肋环匠型网壳）缎、菱爽形（落如无期纬向扒杆的晶联方仓型网劲壳）历、三至角形（如蛇施威弱德勒锯型、残有纬营向杆延联方奏型）湾和六衡角形款等。从受扶力性顽能考破虑，泄最好渡选用抽三角鸦形网营格。ba旺ck14PD裂F傻文件脾使用英"厉pd斗fF嚷ac伴to包ry峰P俩ro爷"莫试用盯版本蹦创建ÿ151、梯形（肋环践型网码格）肋环踏型球胶面网他壳是呀从肋挂型穹博顶发酷展起活来的挣，肋殖型穹肌顶由例许多相同纠的辐绝射实脆腹肋馅或桁杠架相姓交于鸣穹顶忘顶部捐，下果部安险置在竹支座拉力虾环上援，肋晌与肋崭之间换放置筛檩条哪。当叔穹顶情矢跨脂比较孤小时走，支座上祝产生瓶很大户的水翠平推不力，辈肋的学用钢勤量较迁大。艇为了秒克服谋这一缺点裤，将拦纬向纠檩条虚（实闹腹的远或格写构的甲）与泪肋连塞成一泉个刚律性立体体箭系，锅称为督肋环哈型网饱壳。肋环遇型网狐壳只周有经饰向和拨纬向航杆件孟，大娱部分再网格把呈梯特形。枯由于它的尚杆件铃种类惹少，哲每个宜节点扁只汇摇交四糊根杆厚件，爬故节仍点构恼造简单，膜但是肚节点钞一般绑为刚白性连催接，斗承受膏节点执弯矩雨。这凑种网爹壳通常用欲于中亚、小惯跨度平的穹径顶。PD色F灯文件漠使用粒"爪pd珠fF俊ac烧to蜻ry哈P感ro都"询试用盯版本物创建162、菱形越（无哭纬向党杆联室方型舱网壳类）ba茎ck由左辆斜杆微和右倚斜杆礼组成碧菱形松网格络的网迅壳，逮两斜揪杆的你两角恨为30桑～5扔0，摸其造型优厉美，染通常砖采用跌木材板、工乒字钢掏、槽胶钢和谊钢筋蒸混凝药土等构件刷建造羡。餀PD坑F挤文件他使用煎"祥pd法fF案ac军to乳ry瞒P轮ro虾"身试用蛙版本怀创建17ba廉ck为了莫增强列无纬垮向联齐方型络网壳零的刚践度和版稳定区性能军，可加设皱纬向右杆件尸组成铺三角沙形网跳格。法使得住网壳航在风漫载及地震森灾害虫作用滑下具遗有良天好的店性能动。从述受力鼓性能槐考虑，订球面斤网壳浪的网溜格形先状最窗好选暑用三强角形混网格叠。3、三遗角形御（有做纬向币杆联眼方型玩、施挤威德赵勒型戒）餀PD略F折文件石使用味"弱pd声fF原ac害to攻ry标P粒ro凡"找试用晶版本研创建18施威间德勒两型球泛面网皮壳是六肋环敢型网掌壳的由改进绪型式阶，因恰其刚化度大不，常权用于锹大、中跨亩度的沾穹顶子。这艳种网冤壳由财经向锣杆、帆纬向洋杆和威斜杆沃构成笑，设籍置斜独杆的唇目的是增底强网上壳的怒刚度妻并能膜承受面较大野的非厦对称焦荷载挠。斜杆鹅布置藏方法打主要逝有：滔左斜里单斜护杆(图令)、呈左右层斜单哭斜杆露(图挪b)损、双旺斜杆而(图c)座和无涉纬向际杆的鸭双斜难杆(侨图d响)。羡选用希时根贸据网乳壳的巧跨度朴、荷其载的躲种类和雪大小等茅确定浑。左匪斜单宋斜杆顷体系鸟，因增为其征节点赴上汇诊交的肠杆件汤较少余，应劫用普恭遍。PD茂F芒文件链使用笑"离pd驶fF羞ac傲to搬ry察P络ro滋"测试用怖版本绸创建•4、魄凯威特型圣网格平行么联方惭型网躬格餀ba撑ck19PD看F划文件离使用陷"皇pd话fF翼ac絮to绒ry蛮P饿ro维"养试用纸版本碧创建20•5、杠三向网格腐型ba径ck餀PD蹦F资文件汪使用师"始pd畜fF汇ac脊to酿ry孝P夜ro营"这试用筛版本够创建21•6、拜短程线形赏网格ba塞ck餀PD题F厨文件锦使用袍"隐pd都fF甩ac负to旷ry弦P傲ro腹"失试用弃版本贯创建22•7、腊双向子午棕线网胞格ba扮ck餀PD荒F加文件晒使用赢"雁pd卖fF振ac熄to紧ry撒P液ro爪"犯试用嫌版本腾创建23•二、眉双层旺球网匹壳的沉布置ba鹅ck单层课网壳收的设跳计往近往由喇稳定幸性控印制，豪实际溉应力筝很小丛。具有构沾造简码单，虫重量春轻，豪材料景省等醉特点历。但苏由于阿稳定路性差，糠仅适嚼用于杰中、接小跨膀度的搁屋盖搬。跨带度在40值米以课上、蒸或有特桨殊技比术要般求（抵如在符两层杜之间化安装尼照明南、音警响和昨空调等设懒备）具时，扣往往隙选用猾双层让网壳酱。双层跳网壳任是由绿两个锯同心故或不伏同心薪的单岗层网艺壳通道过斜嫌腹杆连接左而成生的。按照疮网壳扭曲面住形成紫的方疤法，组双层原网壳韵又可渴分为陶双层做柱面网壳是和双辰层球选面网抵壳，赔其结雪构型间式可锈分为纲交叉骑桁架标和角锥（黎包括拒三角尺锥、吵四角零锥、晕六角哨锥；方抽空殖的、跑不抽渴空的）丸两大挂体系丘。餀PD赞F劝文件炒使用辱"俭pd巡寿fF稿ac巧to扁ry蒙P腊ro款"傍试用洗版本恐创建角锥殖体系哲包括员三角笑锥、稀四角陆锥、谢六角毕锥等济型式待，在忙三角踪蝶锥和四角饮锥单卖元中纹，有臂时适扶当抽读掉一花些腹买杆和岛下层辉杆就引形成篮了“抽空蜜角锥遭”。对于烟双层杨球面蚊网壳逼，由原三角驾锥体轨构成旁联方容型三锅角锥泪球面邪网壳由四狡角锥零体构烫成肋滨环型部四角圾锥球堤面网丝式壳。联方股型三得角锥晒球面纱网壳肋环漆型四当角锥齿球面农网壳24PD开F寄文件里使用吃"益pd另fF居ac邀to字ry桑P恭ro润"困试用轨版本寸创建25ba扣ck三、族变厚娇度网尽壳从网伤壳杆叶件内托力分蝴布来石看，另一般芒地周订边部议分构荣件内荷力大福于中劈燕央部分熟的杆崇件内发力。胆因此释设计积中采皇用变生厚度鸡或局妄部双布层网警壳，猜使网壳艘既具乏有单馆、双留层网箩壳的俊主要米优点黄，又芒避免剧单层恋网壳寄稳定疯性不好艳的弱询点，临充分销发挥戚杆件野的承饰载力职。这宪种网鹅壳由隙于厚雕度不同，墙在网争格和链杆件售布置衡时，恰应尽沈量使种杆件抚只产固生轴财向力侧，避死免产生属弯曲分内力径；同舱时应谜使网期壳便虚于制蒜作和硬安装视。变厚喉度双秩层球贿面网粉壳的株型式厘很多直，常怖见的柿有从泼支承曾周边而到顶部，汉网壳藏的厚帽度均终匀地巨减少部、大叹部分惧为单比层，挤仅在殊支承离区域音内为双旁层和炼在双哥层等怀厚度俯网壳抢上大冬面积糖抽空形等。餀PD丑F欣文件行使用榜"笔pd绳fF凳ac滴to烫ry竿P眯ro泼"旦试用航版本寒创建26变厚惑度球议面网摇壳仅支岁承区跃域内抚为双豪层的及球面网壳PD淘F睡文件毁使用响"养pd甩fF责ac也to陡ry秆P者ro册"扁试用田版本摸创建9.欲4.勒4拨扭网谢壳结湿构•1、相单层扭网叔壳餀ba彼ck27PD乐F乒文件尚使用勇"膝pd海fF乱ac铸to涝ry摔P捞ro扎"赴试用爸版本朝创建28•2、复双层扭网碍壳ba艺ck餀PD五F杠文件窄使用效"悼pd闸fF毯ac推to症ry烟P肉ro腹"血试用谣版本客创建29•3、钓扭网壳结验构的号受力映特点•单层路扭网杨壳本致身具良有较喂好的项稳定述性，互但其动平面召外刚坟度较•小，贱因此闭控制熟扭网纪壳的杜挠度耐就比念较关灯键。ba寻ck北京筒体育蹲学院清体育暴馆是胸一座乞多功填能建桨筑。诊其屋辩盖采洁用了区四角值带落劣地斜吗撑的双层贝扭面忠网壳所，平握面尺洒寸为52动.5酸×5张2.眼5米叉，四女周悬恢挑3敬.5甚米，拨为了吵充分踪蝶利用扭槽壳直拨纹曲亲面的押特点侍，惕布置抛选用贷了两耽向正疑放桁甚架体灿系，睁网格匀尺寸澡为2.安9×仰2.睬9米杰，网携壳厚屑2.跟9米谊，矢股高3虾.5支米，激格构轮式落闸地斜摘撑的袜支座时为球壤铰，承受冈水平浴力和铜竖向好力，忠边柱估柱距嫂为5要.8牙米，材柱顶井设置鬼橡胶叉支座握，节舞点为构焊接空村心球穿。该致网壳峰将屋勇盖结质构与晒支承既斜撑雄合成姨一体谊，造呢型优着美，间受力舰合理，解抗震肝性能薄好。餀PD归F傅文件下使用街"接pd产fF屠ac违to堤ry父P导ro托"畅试用未版本深创建30ba掉ck浙江逐黄龙挡体育顶中心尤主体件体育命场观众怎席座毒数近宿5.换5万炭座，记总覆姜盖面殿积2授.1桑万平愤米，夹为一铁无视络觉障柜碍的猾体育场君。结虑构上宵首次岭将斜词拉桥互的结制构概铲念运委用于调体育昂场的抵挑篷岗结构肠，为斜拉扣网壳愚挑蓬相式，伴由塔丸、斜垫拉索吊、内耻环梁禁、网锹壳、扒外环腐梁和测稳定诉索组成。抛网壳确结构烤支撑盒于钢似箱形暂内环内梁和麦预应美力钢晶筋混篇凝土沾外环单梁上划，内环梁寸采用密16榜00张×2姥20贪0×索30吗的箱锋形钢盟梁，钉通过沃斜拉缝索悬挥挂在棉两端粗的吊镰塔上。姐吊塔均为8伍5米创高的反预应壶力混炉凝土美筒体词结构唯，筒臭体外呆侧施扶加预腥应力监；外环摇梁支宗承于钓看台艘框架填上的雄预应况力钢棚筋混族凝土韵箱形逆梁；笛网壳臭采用鼠双层类四烘角锥渴焊接央球节奴点型袖式；视斜拉贤索与苏稳定壁索采肠用高杨强度狂钢铰省线，臭由此形成谅了一赚个复与杂的幅空间恼杂交称结构屋。餀PD蜂F横文件胆使用星"细pd柄fF队ac密to贴ry夫P坦ro闭"革试用蚁版本厌创建319.谣4.棋5堂其墙他形化状的有网壳捎结构•一、耻柱面桨与球付面相犹结合关的网征壳结敏构ba羡ck餀PD继F坡文件艇使用余"爬pd茎fF企ac尾to线ry种P鱼ro崭"弄试用私版本何创建32•二、忌双曲吗扁网捡壳结幅构ba种ck餀PD雪F线文件球使用膀"精pd恭fF讯ac足to构ry污P浮ro谷"处试用据版本李创建33•三、欧组合省椭圆稻抛物纤面网写壳结烘构ba将ck餀PD稠F测文件推使用比"室pd扑fF领ac迟to洲ry梯P反ro稀"捷试用峡版本善创建349.疼4.显6吊网壳邮结构研的选娇型•一、众网壳胆结构艰的体闹型应银与建插筑造倘型相塑协调网壳职结构讨的种叫类型寨式很暂多，床在设关计选球择时娇应考胀虑到浪使用盒功能、薪美学支、空袖间、洽工程影的平娇面形樱状与走尺寸贪、荷晒载的录类别费与大小唉、边凳界条孕件、希屋面使构造筝、材窜料、房诚节点念体系察、制能作与把施工方唯法等按因素铸。选字型适由当与邮否，销直接郊关系群到网取壳结份构的商适用性浴、可粥靠性判和技航术经佣济指钉标。进行门网壳图立面吧设计猪，特培别是夫大跨驻度时棉，结俘构与模建筑悟设计膛应密切配得合，站在满哈足建日筑使意用功都能的杏前提深下，诉使网育壳与恳周围居环境相协驳调，解整体慢比例仪适当对。当涨要求吴建筑描空间间大，敬可选何用矢失高较大的简球面驼或柱贩面网指壳；胃当空闪间要贺求较启小，醋可选花用矢窃高较处小的双曲械扁网锋壳或访落地巾式的近双面恋抛物刺面网岭壳；智如网洋壳的嗽矢高搞受到限制雹又要猴求较胸大的扁空间域，可踢将网义壳支轰承于生墙上图或柱狮上。PD镇F辫文件锹使用抽"炸pd道fF财ac吸to芒ry英P达ro段"摸试用直版本贝创建35•二、腊网壳捏结构球的形土式应共与建用筑平次面相创协调网壳铺适用轧于各脚种形犬状的族建筑站平面苗。如为腹圆形填平面立，可受选用镜球面谨网壳辽、组紫合柱浙面或栽组合狸双曲抛物垫面网订壳等伴。若方冈形或虚矩形缺平面柔，可宅选用走柱面溪、双帅曲抛铸物面圈和双蜜曲扁网壳铅。当平查面狭扩长时杜，宜卡选用程柱面皇网壳博。若菱杯形平唐面，朝可选堪用双葡曲抛蜓物面闭网壳识，如敌为三畜角形没、多边形纠的平动面，勒可对意球面奏、柱比面或痒双曲臂抛物口面等则作适彩当的切割她或组段合可粗以实危现要闯求的帽平面裕。PD敢F窄文件聚使用奖"编pd泛fF摘ac葬to丧ry宝P萌ro迷"址试用介版本扁创建36三、沫网壳气跨度网壳渔的跨流度是抖根据匠建筑释使用循功能牛决定允的，水跨度炼愈大俘，用巧钢量膀愈多景。除此摸之外尝，荷灯载（范特别罢是非秆对称狭荷载吵），宅对网系壳受瞒力性扛能和逢用钢袄量的影斑响很危大，底当跨换度确地定后愉，用朋钢量壤随荷程载的步增加昆而按践比例次增加拢。因此攀，设彩计时余应尽期可能盟采用初轻型增屋面葵。在非咱对称享荷载雅作用病下，胶杆件脚和节乖点会哈产生洞相当项大的膊位移背，从茧而产生怨了几些何形同状的宿变化周，并占改变澡结构秩内力盛分布氧。因沈此，铜当非胶对称眯荷载较扮大时葛，对热单层毁网壳绑应慎凳重对的待。塘一般累说来卧，在予同等浆条件甲下，络单层网返壳比惧双层帽网壳组用钢席量少俗，但视是，穿单层萝网壳民由于畜受稳绸定性软控制由，当跨孕度超也过一分定数坝值后膊，