网壳结构建筑
网壳结构
图24 短程线球面网壳
7．两向格子型球面网壳
这种网壳一般采用子午线大圆划分法构成四 边形的球面网格，即用正交的子午线族组成网格， 如图25所示。子午线间的夹角一般都相等，可求 得全等网格，如不等则组成不等网格。
图25 二向格子型球面网壳网格划分
(二)双层球面网壳 主要有交叉桁架系和角锥体系两大类。
2．网壳的厚度
双层柱面网壳的厚度可取跨度的 1/50~1/20；双层球面网壳的厚度一般 可取跨度的1/60~1/30。研究表明，当 双层网壳的厚度在正常范围内时，结构不 会出现整体失稳现象，杆件的应力用得比 较充分，这也是双层网壳比单层网壳经济 的主要原因之一。
3．容许挠度
容许挠度的控制主要是为消除使用过程中 挠度过大对人们视觉和心理上造成的不舒适感， 属正常使用极限状态的内容。
(2)面心划分法
首先将多面体的基本三角形的边以N次等分， 并在划分点上以各边的垂直线相连接，从而构 成了正三角形和直角三角形的网格(图23)。再 将基本三角形各点投影到外接球球面上，连接 这些新的点，即求得短程线型球面网格。
面心法的特点是划分线垂直于基本三角形的边， 划分次数仅限于偶数。由于基本三角形的三条 中线交于面心，故称为面心法。
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)
格加斜杆，形成单向斜杆型柱面网壳.
网壳结构专项施工方案
网壳结构专项施工方案一、项目概况本项目为网壳结构施工方案。
网壳结构是一种新型的建筑结构形式，通过钢结构和网架结构相结合，形成一个充满风格感的建筑体。
本项目需要施工的网壳结构位于市的体育场馆中，总面积为XXX平方米。
二、施工前准备工作1、召开施工前的动员会议，明确施工目标和要求。
2、编制详细的施工方案和施工计划。
3、组织人员进行安全培训和技术交流，确保施工人员具备相应的技术能力。
4、准备所需的施工机械、设备和工具等。
三、施工流程1、材料准备（1）购买所需的钢结构材料、网框材料和其他辅助材料。
（2）对材料进行验收，并做好材料的标识和存放工作。
2、现场准备（1）在施工场地进行场地勘测和测量，确定施工基准点和施工位置。
（2）清理施工场地，确保施工区域干净整洁。
（3）搭建安全围挡和施工平台，确保施工人员的安全。
3、基础施工（1）在施工基准点处进行基础的开挖和浇筑工作。
（2）进行基础验收，并确保基础的质量和稳定性。
4、钢结构施工（1）根据设计图纸进行钢结构的制作和加工工作。
（2）对钢结构进行安装和焊接，确保结构的稳固和牢固。
（3）进行钢结构的防腐处理和防火处理，确保结构的使用寿命和安全性。
5、网架结构施工（1）根据设计图纸进行网架结构的制作和加工工作。
（2）对网架进行安装和焊接，确保结构的稳固和牢固。
（3）进行网架的防腐处理和防火处理，确保结构的使用寿命和安全性。
6、完成施工（1）进行施工的检验和验收工作，确保施工质量达到相关要求。
（2）对施工过程中出现的问题进行整改和处理，确保整个施工过程的顺利进行。
（3）进行最后的清理工作，保持施工场地的干净整洁。
四、施工安全管理1、制定施工安全管理手册，对施工过程中的各项安全措施进行详细规定。
2、进行施工现场安全排查，消除安全隐患。
3、施工人员必须戴好安全帽、安全鞋和其他必要的个人防护用品。
4、对施工人员进行安全教育和培训，提高施工人员的安全意识。
5、安排专人负责施工现场的安全工作，确保施工过程的安全性。
网壳结构简介
a):刚度差，适用于中，小跨度 b):刚度好，适用于大，中跨度
C）：适合大批量生产
e)三向网格型球面网壳
d）双向子午线网格
d):菱形网格，造型美观。刚度 好。网格不均匀；刚度好，大 跨度。例中国科技馆。 e):杆件种类少，受力明确适用 于中，小跨度。例济南动物园 亚热带鸟馆。
日本名古屋网壳穹顶
二、双层球面网壳 双层球壳是由两个同心的单层球面通过腹杆连接而成。各层网格形成与单层网壳 同。
平板组合球面网壳
双曲扁网壳
双曲扁网壳
网壳结构的选型
网壳选型应对建筑使用功能、美学、空间利 用、平面形状与尺寸、荷载的类别与大小、边界 条件、屋面构造、材料、节点体系、制作与施工 方法等作综合考虑。 应考虑以下几个方面： 1、体型应与建筑造型相协调 与周围环境相协调，整体比例适当。当要求 建筑空间大，选用矢高较大的球面或柱面壳；空 间要求小，矢高较小的双曲扁网壳或扭网壳。
三、球网壳结构受力特点： 受力与圆顶相似。网壳的杆件为拉杆或压杆。 节点构造也需承受拉力和压力。球网壳的底座可 设置环梁，可增加结构的刚度。 网壳支座约束增强，内力逐渐均匀，且最大 内力也减小，稳定性提高，因此周边支座以固定 支座为宜。 为使薄膜理论适用，球网壳应沿其边缘设置 连续的支承结构。
扭网壳结构
2、双层筒壳（按几何组成规律分类）：
a)正放四角锥柱面网壳b)正放抽空四角锥柱面源自壳c)斜置正放四角锥柱面网壳
d)三角锥柱面网壳
e)抽空三角锥柱面网壳
双层柱面网壳的网格形式 1.交叉桁架体系(略) 2.四角锥体系 a)：刚度大，杆件少，最 常用 b)：适用于小跨度，轻屋 面 c)：系将a)斜置 3.三角锥体系 常用d) ， e) 两种
a)肋环型四角锥球面网壳
高层建筑常用的几种结构形式
高层建筑常用的几种结构形式
一、引言
随着城市化进程的加快，高层建筑在城市中扮演着越来越重要的角色。
在高层建筑设计中，结构形式是一个非常重要的考虑因素。
本文将介
绍高层建筑常用的几种结构形式。
二、框架结构
框架结构是一种传统的高层建筑结构形式，它由钢或混凝土框架组成。
框架结构的主要优点是稳定性好、抗震能力强、施工方便等。
但是框
架结构也存在一些缺点，如柱子占用空间大、刚度较大等。
三、剪力墙结构
剪力墙结构是一种通过设置混凝土墙体来承受水平荷载的结构形式。
剪力墙结构具有抗震能力强、刚度大等优点，但也存在缺点，如墙体
厚度大、开间受限等。
四、筒体结构
筒体结构是一种利用圆柱或圆锥形状来承受荷载的高层建筑结构形式。
筒体结构具有空间利用率高、造型美观等优点，但也存在一些缺点，
如施工难度大、建筑面积小等。
五、网壳结构
网壳结构是一种利用薄壳体来承受荷载的高层建筑结构形式。
网壳结
构具有造型美观、空间利用率高等优点，但也存在缺点，如施工难度大、受力分布不均匀等。
六、空间桁架结构
空间桁架结构是一种由钢杆或钢管组成的三维框架结构。
空间桁架结
构具有抗震能力强、空间利用率高等优点，但也存在缺点，如施工难
度大、成本较高等。
七、总结
以上介绍了高层建筑常用的几种结构形式。
每种结构形式都有其优点
和缺点，在设计中需要根据具体情况进行选择。
未来随着科技的发展
和材料的进步，可能会出现更多新型的高层建筑结构形式。
建筑结构选型11_网壳结构
2013年6月14日星期五
李广军
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11.2.2.2 双层网壳： （2）角锥体系：三角锥、四角锥、六角锥等单元型 式，也可是“抽空角锥”。有双层球面和双层柱面两 种网壳形式。 ①双层球面网壳： 由三角锥构成联方型三角锥球面网壳(图11.10)； 由四角锥构成肋环型四角锥球面网壳(图11.11)。
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（1）单层柱面网壳形式：单斜杆柱面网壳、双斜 杆柱面网壳、三向网格型柱面网壳。
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李广军
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11.2
网壳的分类
（2）单层球面网壳形状：正方形、梯形、菱形、 三角形和六角形等。
①梯形(肋环型球面网壳)
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李广军
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11.2
网壳的分类
②菱形(无纬向杆联方型网壳)
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11.2
网壳的分类
②三角形(有纬向杆联方型、施威德勒型)
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11.2
网壳的分类
②三角形(有纬向杆联方型、施威德勒型)
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11.2.2.2 双层网壳： （1）交叉桁架体系：球面、柱面。
①双层球面交叉桁架体系：构造简单，参照普通钢桁架设计； ②双层柱面交叉桁架体系分为：两向正交正放网壳、两向正交斜 放网壳、三向网壳。
李广军
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11.2.2.2 双层网壳： （2）角锥体系：三角锥、四角锥、六角锥等单元型 式，也可是“抽空角锥”。有双层球面和双层柱面两 种网壳形式。 ②双层柱面网壳： 由三角锥构成三角锥柱面网壳(图11.12) ；
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大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析一、引言大跨度网壳结构是一种具有较高抗风、抗震性能的结构形式，广泛应用于建筑、桥梁和体育场馆等领域。
三心圆柱面网壳结构是大跨度网壳结构中的一种重要形式，其设计和构造需要充分考虑结构力学和材料工程的相关知识。
本文将从结构设计的角度进行对大跨度三心圆柱面网壳结构的探析，旨在为相关领域的研究者和从业人员提供参考和指导。
二、大跨度三心圆柱面网壳结构的特点1. 大跨度大跨度三心圆柱面网壳结构一般指的是跨度在100米以上的结构形式，具有较大的空间覆盖范围和较高的空间利用率。
在大型建筑和体育场馆中，大跨度结构能够提供更加宽敞的室内空间，满足不同活动和使用的需求。
2. 三心圆柱面形三心圆柱面是指以同一轴线为对称轴，同时具有三个中心的圆柱面，其形态复杂而独特。
在网壳结构中，三心圆柱面形的选择能够有效地分散结构的受力，提高结构的稳定性和承载能力。
3. 网壳结构网壳结构是一种以曲面为支撑面的结构形式，具有较强的自重分布和受力均衡能力。
在大跨度建筑中，网壳结构能够有效地减小结构的自重，并提高结构的抗风、抗震性能。
1. 结构稳定性大跨度网壳结构在设计中需要充分考虑结构的稳定性，采用合适的曲线形状和结构节点布置方式，提高结构的整体稳定性。
对于大跨度结构的自重和外部载荷需要进行充分的计算和分析，确保结构在使用期间能够保持稳定。
2. 结构承载能力大跨度网壳结构的承载能力是设计中需要重点考虑的问题，需要根据结构的实际使用情况和荷载标准进行合理的设计和计算。
在结构的材料选择和截面设计上，需要考虑结构的受压和受拉性能，确保整体结构能够满足使用要求。
3. 施工可行性大跨度网壳结构的施工是一个复杂的过程，需要充分考虑结构的曲线形状和节点连接方式，确保结构的施工可行性。
在实际施工中，需要采用合理的施工工艺和技术，有效地控制结构的质量和安全。
以某大型体育馆为例，该体育馆采用了三心圆柱面网壳结构，跨度达到了150米以上。
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析1.1 三心圆柱面三心圆柱面是指以三个不同半径的圆为轮廓画出三个相互挤压的圆柱，并使得这三个圆柱相互穿过的一种曲面。
在大跨度结构设计中，三心圆柱面常被用于网壳结构的形成。
1.2 网壳结构网壳结构是一种由薄壁材料构成的连续表面结构，其承载原理类似于一个由弹性线构成的网状结构。
网壳结构能够在各个方向上均匀地分散荷载，并具有轻量、经济、美观的特点。
1.3 大跨度结构大跨度结构是指跨度超过一定范围的建筑结构，通常用于体育馆、会展中心、机场等场所。
大跨度结构设计需要考虑到结构的承载能力、稳定性和美观性等因素，要求设计师在结构设计中进行合理的优化。
综合以上三点，大跨度三心圆柱面网壳结构是将三心圆柱面作为基本形式，通过特定的布置和连接方式构成连续表面的网壳结构，以实现大跨度结构的设计要求。
2.1 结构稳定性高大跨度三心圆柱面网壳结构采用了弧形构件的结构形式，使得整体结构具有较高的稳定性。
通过合理设计曲率，能够有效地减小结构产生的应力，提高结构的稳定性和承载能力。
2.2 结构自重轻大跨度三心圆柱面网壳结构借鉴了自然界中的网状结构，采用了轻量的材料和空间框架结构，使得整体结构的自重得到了有效控制。
在大跨度结构中，轻量化设计是非常重要的，能够有效减小结构的自重，降低建筑成本。
2.3 空间感强大跨度三心圆柱面网壳结构在设计中充分考虑了空间感的营造，通过曲线和曲面的设计，创造出流畅、舒适的空间形态。
这样的结构形式不仅能够提高使用者的舒适感，同时也为建筑增添了一定的美学价值。
2.4 施工难度大虽然大跨度三心圆柱面网壳结构具有良好的承载性能和美观效果，但其施工难度也相对较大。
由于结构的曲线和曲面特点，对材料加工和构件制作的精度要求较高，对施工工艺和方案的设计也较为复杂。
三、实例分析以某大型体育馆项目为例，该项目采用了大跨度三心圆柱面网壳结构，有效地解决了跨度大、自重轻、空间舒适的设计要求。
在该项目中，设计师通过多次方案比选和实验研究，最终确定了三心圆柱面网壳结构，并进行了详细的构件设计和施工工艺的优化。
网壳结构
都能给设计师以充分的创作自由。
应用范围广泛，即可用于中、小跨度的民用和工业建 于大跨度的各种建筑，特别是超大跨度的建筑。 筑，也可用
结构的形式
分类方法 单层网壳 按网壳层数： 双层网壳 球面网壳 柱面网壳 按曲面外形： 钢网壳 木网壳 按结构材料： 钢筋混凝土 网壳 组合网壳
双曲扁网壳 扭曲面网壳 单块扭网壳
上海科技馆
上海科技馆是典型的网壳结构在建筑物中轴线上有一由单层网壳和通透 玻璃组成的椭圆球体 大厅，是建筑设计中的重点。球体在整个建筑物中相对独立，与周边 环境脱离，形成一个巨型通透中庭空间。科技馆椭圆形球体结构单层网 壳的长轴67ｍ，短轴51ｍ，椭球体为沿椭圆平面长轴旋转体，削去下半 部分而成。球高42.2ｍ。 球体两侧各开有宽 9ｍ，高16ｍ的大门洞，端部有个宽9ｍ、高5ｍ的小门洞。 网壳结构适合制造中 庭空间，适合客运站 里的候车厅的设计， 而且该结构容易塑造 建筑形态。
Байду номын сангаас •
科技馆网壳结构主要依靠肋向杆件传递地震力，主要反映在肋向杆件 地震轴力系数大于环向杆件；铝网壳的地震效应较钢网壳动力效应明 显，所以在采用铝网壳时，不可因为其质量较轻而忽视地震效应；与 铰支、固支支承相比，在弹性支承条件下，钢、铝两种网壳结构体系 的地震效应均大大减小。
网壳结构
结构特点：网壳结构是一种曲面网格结构，兼有杆系结构构造简单和 薄壳结构受力合理的特点，因而具有跨越能力大，刚度好、材料省、 杆件单一、制作安装方便等特点，是大跨空间结构中一种举足轻重的 结构形式。
优点：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。 具有优美的建筑造型，无论是建筑平面、外形和形体
单层网壳最大跨度
1）圆柱网壳 L≤25m(30m)
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析
大跨度三心圆柱面网壳结构设计探析引言大跨度建筑结构一直备受关注，其设计和施工面临的挑战较大。
而在大跨度结构设计中，三心圆柱面网壳结构因其独特的形式和优良的力学性能，在现代建筑中得以广泛应用。
本文将对大跨度三心圆柱面网壳结构的设计进行探析，从形式特点、结构优势以及设计要点等方面展开详细阐述，旨在为相关领域的专业人员提供借鉴和参考。
一、三心圆柱面网壳结构的形式特点1.1 几何特征三心圆柱面网壳结构是由三个相邻的同心圆柱面组成，其中内、外两个圆柱面以相同轴线为几何中心，而中间的圆柱面则具有不同的轴线。
该结构以曲面形式呈现，其特征在于曲面的曲率和截面形状。
1.2 结构特点三心圆柱面网壳结构具有轻质、高刚度、高抗拉强度等特点，其受力性能优良，能够承受较大的荷载。
由于其曲面形式，使得结构具有良好的整体性和稳定性，能够满足大跨度结构的设计需求。
二、大跨度三心圆柱面网壳结构的结构优势2.1 节约材料三心圆柱面网壳结构的设计减少了材料的使用量，由于结构自重较轻，可以减少建筑所需的材料数量，节约成本。
2.2 建筑形式多样三心圆柱面网壳结构可以根据实际需求进行设计和调整，满足不同的建筑形式需求，具有较大的设计灵活性。
2.3 提高空间利用率该结构形式可在较大跨度范围内提供大空间，并且无需支撑柱或墙的辅助，提高了空间的利用率，适合用于大型活动场馆、体育馆等场所的设计建造。
三、大跨度三心圆柱面网壳结构的设计要点3.1 结构分析在设计大跨度三心圆柱面网壳结构时，首先需要进行结构的静力学和动力学分析，确定结构的受力性能和工作状态，并评估结构的整体稳定性，为后续的设计提供基础依据。
3.2 材料选用在材料选择方面，应考虑结构的自重和受力特点，选用轻型、高强度的材料，并且对材料的质量和工艺进行严格要求，确保结构的安全性和可靠性。
3.3 施工工艺对于大跨度结构的施工工艺需要有严格的控制和规范，包括材料运输、安装、焊接等环节的操作要求，避免施工过程中出现质量问题，确保结构的施工质量和安全性。
网壳结构案例简单分析
网壳结构案例简单分析网壳结构是一种由连续曲面构成的结构形式，具有稳定性好、强度高、质量轻等优点，广泛应用于建筑、桥梁、体育场馆等工程领域。
下面以建筑领域的网壳结构案例为例进行简单分析。
案例一：深圳大运中心体育馆深圳大运中心体育馆是一座综合性体育馆，采用大跨度、大空间的网壳结构设计。
该体育馆的外形呈现出流线型的造型，整个建筑结构由一个由流线型钢结构和玻璃幕墙组成的半流线型壳体组成。
该体育馆采用了双壳结构设计，内外两层网壳之间通过钢柱连接，形成了稳定的整体结构。
内层网壳主要承担荷载，外层则起到防水、保温和装饰等作用。
该体育馆的网壳结构设计突破了传统结构的限制，实现了大跨度、大空间的结构需求。
网壳结构的采用使得整个建筑结构极为轻盈，给人以开放、流畅的感觉。
同时，网壳结构的外观造型独特，成为该体育馆的标志性建筑，增加了城市的地标性与艺术性。
案例二：中国花卉博览会花卉大厅中国花卉博览会花卉大厅是一座专门展示各种花卉的建筑，采用了网壳结构设计。
该建筑呈现出一个半球形的外形，内部采用由钢桁架支撑的网壳结构。
网壳结构的内侧覆盖着透明的玻璃幕墙，使得室内充满了自然光线，为花卉的生长提供了良好的环境。
网壳结构的外侧则由彩虹色的层叠板构成，形成了美观的外观。
该花卉大厅的网壳结构设计实现了自由曲面的建筑形式，使得内部空间显得开放、明亮。
网壳结构的采用使得整个建筑更加美观、轻盈。
室内外环境的统一，使得花卉展示更加生动。
同时，该建筑的网壳结构还具有良好的承载能力，可以抵御自然灾害。
网壳结构能够通过合理的网格分布来均匀承受荷载，增强结构的稳定性和抗震性能。
此外，网壳结构还具有易于施工、周期短、成本低等优点。
因此，在很多需要大跨度、大空间的建筑领域，网壳结构都得到了广泛应用。
总的来说，网壳结构的优点包括稳定性好、强度高、质量轻、施工周期短等。
通过以上两个案例的分析可以看出，网壳结构在建筑领域中具有很高的适用性，并且能够创造出独特的建筑形式和美观的外观。
结构设计攻略之网壳结构完美设计法
结构设计攻略之网壳结构完美设计法1、网壳是什么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，它兼具杆系和壳体的性质。
其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。
此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。
网壳结构又包括单层网壳结构、预应力网壳结构、板锥网壳结构、肋环型索承网壳结构、单层叉筒网壳结构等。
2、网壳的发展史网壳结构的雏形——穹顶结构。
在人类社会的发展历程中,大跨度空间结构常常是建筑人员追求的梦想和目标。
其中,网壳结构的发展经历了一个漫长的历史演变过程。
古代的人类通过详细观察，利用仿生原理，为了有一个更好的生存空间，常常以树枝为骨架、以稻草为蒙皮来模仿如蛋壳、鸟类的头颅、山洞的，搭造穹顶结构，即最初的帐篷。
随着建筑材料的发展，穹顶的石料，后面逐渐被砖石取代。
穹顶的跨度一般不大，在30m~40m左右，其中建于公元120～124年的罗马万神庙是早期穹顶的典型代表。
到19世纪，铁的应用为穹顶的发展开创了一个新纪元，近代钢筋混凝土结构理论的出现及应用开辟了大跨度薄壳穹顶的新领域。
1922年在德国耶拿建造了土木工程史上第一座钢筋混凝土薄壳结构———耶拿天文馆。
耶拿天文馆随着铁、钢材、铝合金等轻质高强材料出现及应用,富有想象力的工程师开始了对穹顶结构使用各种杆件形式。
公认的“穹顶结构之父”—德国工程师施威德勒对穹顶网壳的诞生与发展起了关键性的作用, 他在薄壳穹顶的基础上提出了一种新的构造型式,即把穹顶壳面划分为经向的肋和纬向的水平环线,并连接在一起，而且在每个梯形网格内再用斜杆分成两个或四个三角形,这样穹顶表面的内力分布会更加均匀,结构自身重量也会进一步降低,从而可跨越更大空间。
这样的穹顶结构实际上已是真正的网壳结构,即沿某种曲面有规律的布置大致相同的网格或尺寸较小的单元,从而组成空间杆系结构。
施威德勒网壳3、已建成的网壳赏析富勒球1962年11月13日，经过百般周折，加拿大终于获得1967年蒙特利尔世博会的举办权。
网壳结构建筑
网壳结构的引出
–中世纪,木材成为穹顶结构的主要覆盖材料; 到19 世纪, 铁的应用为穹顶的发展开创了一个新纪元, 使覆盖大跨 度建筑物成为可能。 – 近代, 钢筋混凝土结构理论的出现及应用使穹顶的厚度 大大降低, 薄壳穹顶受到人们的极大关注, 从而开辟了结 构工程新领域。 1922 年在德国耶拿建造了 土木工程史上第一座钢筋混 凝土薄壳结构----耶拿天文 馆, 其净跨为25m, 顶厚为 60. 3mm, 厚跨比大约为1/ 400.
中国网壳结构的发展
中国网壳结构的发展
– 我国的空间结构在上世纪50年代末较多地采用薄壳结 构、悬索结构，60年代中采用网架结构，80年代较多 地采用网壳结构，直到21世纪,这些比较传统的近代空 间结构,除薄壳结构外,均获得了长期蓬勃的发展,工程项 目遍布全国城镇各地。 – 网壳结构在我国解放初曾有所应用，当时主要是一类 联方型的网状筒壳，材料为型钢或木材跨度在30M左 右，如扬州苏北农学院体育馆、南京展览中心(551厂)、 上海长宁电影院屋盖结构等。
四种结构的比较
关于四种空间结构类型的建筑材料的比较一，网格结构外形呈平板状的叫平板网架，简称网架；外形呈曲面状的叫曲面网架，简称网壳。
网格结构空间刚度大，整体性和稳定性好，有良好的抗震性能和较好的建筑造型效果，适用于各种支承条件和各种平面形状、大小跨度的工业和民用建筑。
由于网格结构具有多向受力性能和内力重分布的特点，可用于地基条件较差而可能出现不均匀沉降的建筑。
网格结构杆件和节点比较单一，便于制作，安装也较方便。
此种结构主要采用钢材，结构自重轻。
具有用钢量节省的优点。
二，膜结构膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式，膜结构车棚是由多种高强薄膜材料及加强构件（钢架、钢柱或钢索）通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，作为覆盖结构，并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。
膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，自从1970年代以来，膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。
膜结构是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件（钢架、钢柱或钢索）通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，作为覆盖结构，并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。
膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类。
充气膜结构是靠室内不断充气，使室内外产生一定压力差（一般在10㎜～30㎜水柱之间）,室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力，从而实现较大的跨度。
张拉膜结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型。
膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。
通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量，确定各控制点的坐标、结构形式，选用膜材和施工方案。
初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。
由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度，抗剪强主芤很差，因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高，对膜结构而言，任何时候不存在无应力状态，因此膜曲面形状最终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡，并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。
大跨度柱面网壳结构设计要点
大跨度柱面网壳结构设计要点大跨度柱面网壳结构是一种具有高度自由曲面形态、兼具结构和空间美学特征的建筑结构形式。
它具有轻巧、灵活、透明、美观等优势，广泛应用于体育馆、展览馆、剧院等建筑类型。
下面是大跨度柱面网壳结构设计的一些要点。
1.结构形式选择：大跨度柱面网壳结构一般采用双层曲面结构形式，即内外两层曲面构成一个封闭的空间。
内外曲面通过构件连接，形成一种稳定的结构体系。
双层结构可以提供足够的刚度和稳定性，同时还能够保证空间的连续性和透明性。
2.力学分析：大跨度柱面网壳结构的力学分析是整个设计过程中最重要的一环。
需要进行静力分析、动力分析、稳定性分析等，确保结构的可靠性和安全性。
通过对结构的内力分析，可以合理优化结构的各个构件，提高结构的效果。
3.空间形态设计：大跨度柱面网壳结构具有高度的自由度和灵活性，可以创造出多样化的空间形态，满足不同建筑类型的功能需求。
在设计中需要充分考虑建筑的使用功能、空间流线、观众视线、采光照明等因素，合理布置结构形态，保证空间的舒适性和美观性。
4.材料选择：大跨度柱面网壳结构的材料选择要兼顾强度、刚度、轻量化和耐候性等性能要求。
一般常用的材料有钢材、薄壁混凝土、聚碳酸酯等。
需要根据具体设计要求和经济性考虑选择合适的材料。
5.结构连接：大跨度柱面网壳结构的构件连接是结构设计的关键之一、合理的连接方式可以提高结构整体的刚度和稳定性，确保结构的可靠性。
连接方式一般包括焊接、螺栓连接、销连接等，需要根据具体情况选择合适的连接方式。
6.预应力设计：大跨度柱面网壳结构一般采用预应力设计，通过预应力连接构件和增加结构刚度，提高结构的稳定性和抗震性能。
预应力设计需要进行详细的力学分析和计算，确保结构的可靠性。
7.施工工艺：大跨度柱面网壳结构的施工需要采用先进的施工工艺和技术手段。
一般采用场拼法或组装法进行施工，需要进行准确的测量和高精度的加工，保证结构的质量和精确度。
总之，大跨度柱面网壳结构设计要点包括结构形式选择、力学分析、空间形态设计、材料选择、结构连接、预应力设计和施工工艺等。
建筑结构12种类型
建筑结构12种类型建筑结构是指建筑物的骨架和支撑系统，承担起支撑和抗力传递的功能。
根据结构形式和工作原理的不同，可以将建筑结构分为12种类型，包括桁架结构、框架结构、筒壳结构、悬索结构、索承式结构、拱式结构、壳体结构、网壳结构、组合结构、空间网架、板柱结构和混合结构。
下面将详细介绍这12种结构类型。
1.桁架结构：桁架结构是由水平和斜线构件形成的平面或空间网格系统。
桁架结构具有良好的强度、刚度和稳定性，适用于广场、办公楼、室内体育馆等大跨度的建筑物。
2.框架结构：框架结构是由柱、梁和节点组成的刚性网格系统。
框架结构可以在多个平面上延伸，具有良好的刚度和承载能力。
这种结构常用于住宅、工业厂房和商业建筑。
3.筒壳结构：筒壳结构是一种由曲面构成的连续壳体，具有良好的强度和稳定性。
筒壳结构常用于体育场馆、展览馆和地铁车站等地方。
4.悬索结构：悬索结构是一种由主悬索和次悬索组成的悬挂式结构。
悬索结构具有较大的跨度和自重较小的优点，适用于桥梁、大型体育馆等建筑物。
5.索承式结构：索承式结构是一种由索承构件和支撑系统组成的轻型结构。
索承式结构具有较高的自由度和可塑性，适用于大型雨棚、展览馆等场所。
6.拱式结构：拱式结构是一种由拱形构件组成的稳定结构。
拱式结构具有较好的力学性能和空间美感，常见于教堂、桥梁和大型展览馆。
7.壳体结构：壳体结构是一种由薄壳体构成的曲面结构。
壳体结构具有卓越的结构性能和空间美感，常见于体育馆、剧院和博物馆等建筑物。
8.网壳结构：网壳结构是一种由刚性杆件和节点构成的空间网格结构。
网壳结构具有较高的自由度和承载能力，常见于体育场馆和空间结构复杂的建筑物。
9.组合结构：组合结构是一种由多种结构类型组合而成的复合结构。
组合结构可以充分发挥各种结构的优势，常用于大型综合体、超高层建筑等。
10.空间网架：空间网架是一种由钢管、钢板和节点构成的三维刚性网格结构。
空间网架具有较高的刚度和承载能力，广泛应用于体育馆、展览馆和机场等建筑物。
网壳结构
网壳结构一、简介1.1 何为网壳结构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固有特性，受力合理，覆盖跨度大，其外形为壳，是格构化的壳体，也是壳形的网架。
它是以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体坐标进行布置的空间构架，其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。
它既有靠空间体形受力的优点，又有工厂生产构件现场安装的施工简便、快速的长处，而且他以结构受力合理，刚度大，自重轻，体形美观多变，技术经济指标好,而成为大跨结构中备受关注的一种结构形式。
1.2 网壳的形式与分类（1）按网壳的层数来分，有单层网壳和双层网壳，其中双层网壳通过腹杆把内外两层网壳杆件连接起来，因而可把双层网壳看作由共面与不共面的拱桁架系或大小相同与不同的角锥系（包括四角锥系、三角锥系和六角推系）组成。
（一般来说，中小跨度（一般为40m以下）时，可采用单层网完，跨度大时，则采用双层网壳。
）如图1图1 单层网壳与双层网壳（2）按网壳的用材分，主要有木网壳、钢网壳、钢筋混凝土网壳以及钢网壳与钢筋混凝土屋面板共同工作的组合网壳等四类。
（3）按曲面的曲率半径分，有正高斯曲率网壳、零高斯曲率网壳和负高斯曲率网壳等三类。
（4）按曲面的外形分，主要有球面网壳、圆柱面网壳、扭网壳（包括双曲抛物面鞍型网壳、单块扭网壳、四块组合型扭网壳）等。
（5）按网壳网格的划分来分，有以下两类。
对于圆柱面网壳主要有单向斜杆型、交叉斜杆型、联方网格型、三向型，如图2所示。
对于球面网壳主要有肋环型、Schwedler型、联方网格型、三向网格型，如图3所示。
（a）（b）（c）（d）图2 圆柱面单层网壳网格（a）单向斜杆型（b）交叉斜杆型（c）联方型（d）三向网格型图3单层球面网壳网格类型二、受力特点和典型工程应用1、圆柱面网壳受力特点1.1两对边支撑对于以跨度方向为支座，拱脚常支撑于圈梁、柱顶或基础上产生推力。
对于以波长方向为支座，柱面网壳端支座若为墙，则为受拉构件，若端支座为边高度梁，则为拉弯构件，此时应设边梁。
网壳结构简介
双层网壳杆件计算长度
表3-10
连接形式
螺栓球点 焊接球结点
板节点
弦杆
l 0.9l
l
腹杆
支座腹杆
其他腹杆
l
l
0.9l
0.9l
l
0.9l
网壳类别 双层网壳 单层网壳
网壳杆件容许长细 比λ
压杆 200 150
静荷载 300 300
表
拉杆
3-11
动荷载
250
250• 感谢阅读Fra bibliotek感谢阅读
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为使薄膜理论适用，球网壳应沿其边缘设置 连续的支承结构。
第四节 扭网壳结构
双曲面网壳可采用直线杆件直接形成。施工简单。造型轻巧活泼，适应性强。 一、扭网壳
a) 正交正放类 d) 正交斜放设斜杆类
b) 正交斜放类 e) 正交斜放设斜杆类
c) 正交斜放设斜杆类
双曲面网壳的网格形式 1.正交正放类
a):单层时在方格内设斜杆 双层时组成四角锥体 2.正交斜放类 b):抗剪强度弱 c):第三方向局部设斜杆 d):全部方格内设双斜杆 e):第三方向全局设斜杆
2、四边支承或多点支承 筒网壳的受力同时有拱式受压和梁式
受压两方面。两种作用的大小同网格的构 成及网壳的跨度与波长之比有关。
工程中常用短壳。如因功能要求必须 为长网壳时，可在纵向中部增设加强肋。
第三节 球网壳结构
关键球面划分。基本要求：1）杆件规格尽可能少 2）形成结构为几何不变体。 一、单层球面网壳
二、受力特点：
本身具有较好的稳定性，但出平面刚度 较小，控制挠度成关键。
在屋脊处设加强桁架，能明显减少屋 脊附近的挠度，但随着与屋脊距离的增加， 加强桁架的影响下降。
建筑知识：独立式、无柱式和构、网壳式建筑的结构设计与施工
建筑知识：独立式、无柱式和构、网壳式建筑的结构设计与施工建筑是人们居住、工作、学习和娱乐的场所，如今，建筑技术和设计已经发展到了一个非常高的水平，使得建筑的形态和结构都得以不断变化和创新。
在建筑结构方面，几种不同的建筑形式已经开始被广泛应用。
其中，独立式、无柱式和构、网壳式建筑是非常具有代表性的建筑结构形式，下面我们将为您介绍相应的结构设计和施工技术。
独立式建筑独立式建筑是由不同的建筑体量组成的，各个体量之间不直接相连，而是通过大面积的空地相连，呈现出一种宏伟、震撼的景象。
这种建筑结构尤其适用于大型建筑，如大型体育馆、博物馆、展览馆等。
由于其重量庞大，所以在设计和施工过程中需要考虑地基承载能力等问题，同时也需要注意防震、防火等安全问题。
此外，建筑设计者应着重考虑独立式建筑的环保性，合理利用光线、水资源等资源，最大程度地降低能源消耗。
无柱式建筑无柱式建筑是一种通过使用现代化建筑材料来实现的轻型、高强度结构。
这种建筑结构的特点是没有传统的柱子，从而能够让内部空间更加自由，并且可以设计出更加直观、先进的建筑形态。
这些结构通常是由钢铁架构和混凝土组成的。
在这种结构中，房子的重量主要通过外部墙体承载，而在房子内部则設計了各种有支撑作用的结构，来避免房子结构不稳定。
因此，在设计和施工这些结构时，同时需要考虑内外墙体的厚度设计、材料选择以及结构的稳定性等因素。
构、网壳式建筑构、网壳式建筑是一种大跨度、轻量化的建筑结构形式，通常用于高层建筑、机场、运动场馆等场合。
由于该建筑结构的重量非常小，因此在设计和施工时需要考虑如何充分利用空气流动的力量来维持建筑的稳定性，并以此减少支撑结构的数量。
此外，在构、网壳式建筑中，建筑结构的组织方式也非常重要，需要在平衡美观与实用性之间进行取舍，提高整体的美学价值。
综上所述，建筑结构设计和施工中，独立式、无柱式和构、网壳式建筑都是非常代表性的建筑结构形式。
设计者在进行结构设计和施工时，应根据具体的建筑场合、环境、预算和需求，合理选择不同的建筑结构组织方式，以实现更为优秀的建筑作品。
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大跨度结构——网壳结构
山东建筑大学· 建筑成规学院· 建筑技术科学方向 李家男
目录
网壳结构的引出 中国网壳结构的发展 网壳结构的组成及特点 网壳结构的形式
网壳结构的实例 参考书目
网壳结构的引出
网壳结构的引出 • 网壳结构的雏形---穹顶结构
– 在人类社会的发展历程中, 大跨度空间结构常常是建筑 人员追求的梦想和目标。其中, 网壳结构的发展经历了 一个漫长的历史演变过程。 – 古代的人类通过详细观察, 发现自然界中存在大量受力 特性良好、形式简洁美观的天然空间结构, 如蛋壳、蜂 窝、鸟类的头颅、肥皂泡、山洞等。
中国网壳结构的发展
中国网壳结构的发展
– 我国的空间结构在上世纪50年代末较多地采用薄壳结 构、悬索结构，60年代中采用网架结构，80年代较多 地采用网壳结构，直到21世纪,这些比较传统的近代空 间结构,除薄壳结构外,均获得了长期蓬勃的发展,工程项 目遍布全国城镇各地。 – 网壳结构在我国解放初曾有所应用，当时主要是一类 联方型的网状筒壳，材料为型钢或木材跨度在30M左 右，如扬州苏北农学院体育馆、南京展览中心(551厂)、 上海长宁电影院屋盖结构等。
网壳结构的形式· 球面网壳
球面网壳
单层筒网壳
双层筒网壳
网壳结构的形式· 球面网壳
单层球面网壳
肋环型 网格
施伟特勒型 网格
联方型 网格
凯威特型 网格
三向 网格
短程线型 网格
网壳结构的形式· 单层球面网壳
• 肋环型网格
– 只有径向杆和纬向杆，网格呈 四边形，似蜘蛛网
• 施伟特勒型网格 – 由径向网肋、环向网肋和 斜向网肋构成 • 联方型网格 – 由左斜肋和右斜肋构成的 菱形网格，两斜肋交角 30°～50°
网壳结构的组成及特点· 网壳结构的支撑
李渡体育中心
网壳结构的组成及特点· 网壳结构的支撑
– 天津极地海洋馆钢结构屋盖采用仿生学原理模拟鲸鱼 的外形。鲸鱼鱼身长为275m，宽为 117m，高为 45.6m，采用双层网壳结构。尾部背鳍高694m，采用 空间管析架结构。结构多支承于混凝土柱顶整体结构 共设置74个支座，包括66个网壳支座和8个背鳍落地 支座，其中网壳支座采用带有一定弹性刚度的盆式橡 胶支座，背鳍落地支座采用固定铰支座。
网壳结构的引出
–中世纪,木材成为穹顶结构的主要覆盖材料; 到19 世纪, 铁的应用为穹顶的发展开创了一个新纪元, 使覆盖大跨 度建筑物成为可能。 – 近代, 钢筋混凝土结构理论的出现及应用使穹顶的厚度 大大降低, 薄壳穹顶受到人们的极大关注, 从而开辟了结 构工程新领域。 1922 年在德国耶拿建造了 土木工程史上第一座钢筋混 凝土薄壳结构----耶拿天文 馆, 其净跨为25m, 顶厚为 60. 3mm, 厚跨比大约为1/ 400.
天津极地海洋世界
网壳结构的分类
网壳结构的形式
单层网壳 按层数分类 双层网壳 三层网壳 网 壳 结 构 的 形 式
筒网壳 按曲面外形 球面网壳 扭网壳
按形成材料
木网壳、玻璃网壳、钢筋混凝土网壳 （老山自行车馆）、钢网壳、铝合金 网壳、塑料网壳等
网壳结构的形式· 单层网壳 • 单层网壳结构
–指用较短的杆件，以一定 的规律和足够的密度组成 网格只有一层，这种网壳 结构适用于中小跨度(≤40 米) – 上海科技馆位于上海浦东 花木行政中心区, 场地面积 68726㎡, 主楼建筑面积88 000 ㎡, 最高层数4层, 最高 点49m, 层高10m。在建筑 物中轴线上有一由单层网 壳和通透玻璃组成的椭圆 球体大厅。
网壳结构的形式· 三层网壳 • 三层网壳结构
–比双层网壳具有更高的稳定 性和承载力，跨度可达100 米以上。 – 右图为某体育场某体育场馆 长轴114m，柱轴线90m， 网壳矢高21m，网壳厚度为 2m。建筑考虑了多功能， 平时练习用4 个篮球场，屋 盖平面为各边为圆弧线六边 形，投影面积约为7800m2， 由六块正高斯曲率的双曲网 壳组成双曲组合网壳。屋盖 支承在六根钢管混凝土柱上， 柱的连线组成六边形。屋盖 采用两向桁架三层网壳。
网壳结构的引出
– 现代, 优质钢材的使用更是影响各种形式大跨穹顶网壳 发展的一个重要因素。 – 钢筋混凝土薄壳结构尽管有诸多优点, 但经过若干年工 程实践, 工程技术人员逐渐发现这种结构的缺点: 钢筋混 凝土薄壳施工时需要架设大量模板, 工作量很大, 施工速 度较慢, 工程造价高。因而人们对之逐渐丧失兴趣, 开始 寻求新的结构构造形式。随着铁、钢材、铝合金等轻质 高强材料出现及应用, 富有想象力的工程师开始了对穹 顶结构各种杆件形式网壳的发展。
网壳结构的组成及特点
网壳结构的组成及特点 • 网壳的定义
–指用较短的杆件，以一定的规律和足够的密度组成网 格，按实体壳体的形状进行布置的空间构架，兼具杆 系和壳体的性质。网壳结构承载的特点和薄壳相似， 主要承载方式是薄膜作用。作用力通过壳面内两个方 向拉力或压力以及剪力逐点传递，除薄膜力外，壳体 结构还存在弯曲内力。
中国网壳结构的发展
– 1994年建成的第43届世乒赛天津体育中心体育馆双层 球型网壳跨度(直径)I08m，覆盖跨度(直径)135m，为 我国跨度最大的球面网壳结构。
中国网壳结构的发展
– 中国国家大剧院采用双层椭球形空腹网壳结构，东西 跨度212.24m，南北跨度143.64m，弯顶标高46.29m 。
网壳结构的引出· 网壳结构的诞生
– 公认的穹顶结构之父德国工程师施威德勒对穹顶网壳的 诞生与发展起了关键性的作用, 他在薄壳穹顶的基础上 提出了一种新的构造型式, 即把穹顶壳面划分为经向的 肋和纬向的水平环线, 并连接在一起, 而且在每个梯形网 格内再用斜杆分成两个或四个三角形, 这样穹顶表面的 内力分布会更加均匀, 结构自身重量也会进一步降低, 从 而可跨越更大空间。这样的穹顶结构实际上已是真正的 网壳结构, 即沿某种曲面有规律的布置大致相同的网格 或尺寸较小的单元, 从而组成空间杆系结。
网壳结构的形式· 双层球面网壳
网壳结构的形式· 扭网壳
扭网壳
单层扭 网壳
双层扭 网壳
正交正放 网格
正交斜放 网格
两向正交正放 网格
两相正交斜放 网格
网壳结构的形式· 扭网壳
• 单层正交正放扭网壳：
– 杆件沿两个直纹方向设置
• 益阳市人民法院公判厅
– 屋盖由四个扭壳组成，扭壳周边为支撑，水平投 影尺寸为18×24M,失高3m.网壳拼装时需注意荷 载的对称性。本工程采取从十字脊线交点开始向 四角方向同时拼装, 而星而板则山四角同时向卜字 脊线交点方向铺设。这样便保证了施工时荷载的 均匀性。
网壳结构的形式· 单层球面网壳
• 凯威特型网格
– 用n根径向杆将球面划分成n个 扇形曲面，再在每个扇形曲面 内用纬线杆和斜向杆划分成比 较均匀的三角形网格.
• 三向网格型
– 由竖平面相交成60°的三族竖 向网肋构成；适合中小跨度穹 顶
• 短程线型球壳
– 圆球内接的最大正多面体是正 二十面体；杆长规格最少且杆 长最短的球壳网格。
网壳结构的引出
– 利用仿生原理, 人类得以更好地理解和发展空间结构。 古代的人类为了有一个好的生存空间, 常常以树枝为骨 架、以稻草为蒙皮来建造穹顶结构,后来又以皮革或布 匹代替稻草, 即现在常见的帐篷。经过长期的工程实践, 人类认识到穹顶能以最小的表面封闭最大的空间, 而且 所耗用的材料也比较经济。穹顶的发展与建筑材料的 发展是密切相关的。建于公元120~ 124 年的罗马万神 庙是早期穹顶的典型代表, 该穹顶基面为44m 的圆。
网壳结构的形式· 双层筒网壳 • 四角锥体系双层筒网壳
– 首都国际机场职工体育活动综合馆总建筑面积4492㎡， 由清华大学建筑设计院设计，该屋盖钢网壳下弦支承 在不等高的24根钢筋混凝土柱顶上。钢网壳的平面尺 寸为56m×56m 的正方形，跨度为48m ，矢高 3.85m .采用正放四角锥形式，节点采用螺栓球。
外界的力 外界的力 组成网格 短杆件
网壳结构的组成及特点 • 网壳结构的特点
–兼有平板网架结构和薄壳结构的优点 –构造和施工方法简单 –造型优美，受力合理
惠州市体育馆
哈尔滨工业大学逸夫楼体育馆
网壳结构的组成及特点 • 天津博物馆
– 天津博物馆占地面积约 3万平方米，共分为三 层，从外面看建筑设计 整体就像一只正在展翅 高飞的天鹅。据介绍， 天津博物馆是天津市规 模最大、种类最为齐全 的博物馆，也将是天津 市文物精品的大荟萃。
网壳结构的形式· 双层球面网壳
• 双层球网壳：
– 用由两个同心的单层球面通过腹杆连接而成；其形成与 单层网壳相同。 – 北京 2008 奥运会老山自行车赛馆位于北京石景山区老 山街，屋盖采用双层球面网壳结构，覆盖直径 149.536,m，矢高 14.69,m，矢跨比约为 1/10，表面 积约为 18,240 ㎡ ．网壳支承于倾斜人字形钢柱及柱顶 环形桁架之上，柱顶支承跨度为 133.06,m．网壳厚度 2.8m，为跨度的 1/47.5．屋盖以金属屋面板为主，中 部设玻璃采光带．钢结构总用钢量为 2,040,t，合 112,kg/㎡，其中双层球面网壳用钢量约 70,kg/ ㎡ ．该网壳为目前我国跨度最大的双层球面网壳结构。
中国网壳结构的发展
– 作为有影响的我国第一幢大跨度网壳结构是天津人民 体育馆屋盖，采用带拉杆的联方型圆柱面网壳，平面 尺寸为52mx68m，矢高为8.7m，用钢指标为45kg/时， 该网壳1956年建成，1973年因失火而重建。
中国网壳结构的发展
– 到目前为止，据不完全统计，我国已建成各类 网壳结构工程100多幢，其中80%是近20年兴建的。 1989年建成的北京奥林匹克体育中心体育馆，平面尺 寸70mx83.2m，采用人字形截面双层圆柱面斜拉网壳， 为目前国内跨度最大的筒状网壳结构;
网壳结构的形式· 扭网壳