某网壳结构设计实例与解析
某热电厂干煤棚网壳结构设计与施工
某热电厂干煤棚网壳结构设计与施工摘要：本工程为螺栓球节点三心圆柱面网壳结构。
网壳平面尺寸为120m×100m，跨度为120m，网壳上弦矢高为41.6m，网壳厚3.8m。
本文主要介绍了网壳的结构选型、结构设计、网壳累积滑移法施工。
关键词：三心圆柱面网壳结构选型结构设计网壳累积滑移法滑移节点构造前言：工程概况该煤棚采用落地式三心圆双层网壳结构，设计形式为正放四角锥螺栓球网壳，两端开口。
长100m，跨度为120m，上弦矢高为41.6m，厚3.8m，钢管材质选用Q235B，螺栓球选用45号钢锻造，屋面为0.6mm厚镀铝锌压型钢板。
经过几种方案比较，并参考同类工程经验，最终设计滑移方案进行施工。
1 结构选型根据本工程干煤棚工艺要求，该干煤棚净跨度为120m，这就使得该干煤棚网壳外型选择很重要。
经多方案比较，结构外型选用柱面网壳，柱面的横截面形状采用三心圆柱面结构形式，大圆半径为95.2m，小圆半径为36.8m，横截面剖面图如图1所示，这样可以使结构在满足受力要求的情况下，结构表面积最小，以减少屋面板用量，达到节省工程总造价的目的。
由于干煤棚工艺要求纵向两端开口，对于跨度较大的两端开口的三心圆柱面网壳，为了满足结构整体刚度要求，一般采用四角锥柱面网壳[1][2]，而四角锥柱面网壳网格的布置有三种形式，斜放四角锥柱面网壳；正交斜置四角锥柱面网壳；正交正放四角锥柱面网壳。
本工程采用正交正放四角锥柱面网壳时，结构传力相对均匀、明确，而当采用斜放四角锥柱面网壳及正交斜置四角锥柱面网壳时，结构传力将相对向两端四个角部集中，结构的二端将产生较大的支座反力，由此，相应网壳结构的端部应采取加强措施，这样会对网壳支座和结构基础的处理带来困难。
本工程最终采用正交正放四角锥柱面网壳。
2 结构分析与设计2.1 荷载类型[3]结构设计中考虑了结构自重、恒载、活载、风荷载、水平地震作用、温度作用、不均匀沉降作用。
结构自重由计算程序自动计算；恒载计入屋面板及屋面次构件重，取均布面荷载0.2kN/㎡；屋面活荷载取0.5kN/㎡温度取 30°C的温度作用。
大跨结构第4讲-网壳结构
第4讲：网壳结构
北京体育学院体育馆 59.2m×59.2m 四块组合双层扭网壳 1988年建成，52kg/m2
第4讲：网壳结构
长春体育馆 120m×166m 1997年建成，80kg/m2
第4讲：网壳结构
国家大剧院, 212.2x143.6m，双层空腹椭球壳 137kg/m2
第4讲：网壳结构
=
4 R2
EBh
等效刚度B，等效厚度h
第4讲：网壳结构
考虑局部凹陷大变形影响系数η=0.25~0.3, 缺陷 敏感系数β=0.4~0.5,安全系数K=2.5~3.0
P des cr
=
βη
K
P lin cr
=
(0.04
~
0.05)
P lin cr
柱面网壳受径向均布荷载，也有近似临界荷载理论解
第4讲：网壳结构
国家大剧院椭球面
⎜⎛ x ⎟⎞2.2 + ⎜⎛ y ⎟⎞2.2 + ⎜⎛ z ⎟⎞2.2 = 1 ⎝ 105.963 ⎠ ⎝ 71.663 ⎠ ⎝ 45.203 ⎠
第4讲：网壳结构
②层数：单层、双层和单双混合；单层网壳应采用刚接节 点，双层网壳可采用铰接节点
③曲面曲率：正高斯—球面、抛物面；零高斯— 柱面、锥面；负高斯—马鞍面
∑ γ ∑ xj
=
m iX ji
m
i(X
2 ji
+
Y
2 ji
+
Z
2 ji
)
∑ ∑ γ yj =
m iY ji
m
i(X
2 ji
+
Y
2 ji
+
Z
2 ji
)
双层螺栓球网壳结构的应用实例研究分析
双层螺栓球网壳结构的应用实例研究分析网壳结构因其优美的造型设计和广泛的运用，成为近年来发展最快的结构之一，本文以浙江国华宁海电厂煤仓大跨度空间螺栓球网壳穹顶设计与施工为例，结合工程的具体情况，阐述其设计与安装原理。
结果表明：该施工方法降低工程造价、缩短工期和保障施工质量，增强市场竞争力，具有良好经济效益和发展前景。
标签：螺栓球结构；设计原理；应用实例；施工方案一、工程概况宁海电厂煤仓穹顶采用双层螺栓球节点球壳，半径68.349m。
球壳跨度129.63m，水平投影面积13194㎡。
网架矢高42.98m，球壳厚度2.0m，支承形式为下弦柱点支承。
考虑上弦恒荷载0.20kN/㎡，下弦悬挂荷载为60m直径沿环向2kN/m，活荷载0.5 kN/㎡，基本风压：0.6 kN/㎡。
径向位移40mm。
二、设计原理在选择结构的类型时，应该综合考虑结构的受力性能和经济性能，结构的平面形状尺寸、结构的矢高、边界支承条件等因素。
网壳结构要求简洁，传力均匀、明确。
首先通过计算求出结构承受的主要荷载情况、荷载大小、选择合适的荷载组合，对于电厂煤仓这样大跨度的空间结构，风荷载在计算中不可忽视。
利用哈尔滨工业大学的STACAD网架设计工程软件，进行网壳计算及施工图绘制。
恒荷载取0.20 kN/㎡，作用在上弦节点上。
风荷载是该工程中的重要荷载之一，风荷载体型系数的选取很重要，根据荷载规范和类似工程的风洞试验结果可以选取适合的体型系数。
该工程采用的双层网壳结构，是由两个同心或不同心的单层网壳通过斜腹杆连接而成的。
网壳采用四角锥网格，平均杆长3.5米，球壳厚度2.0m，总吨位510.3吨。
边界条件假定在结构计算尤为重要，网壳结构对边界条件的要求较高。
该工程中，为考虑网壳和扶壁柱的协同工作，将扶壁柱作为网壳弹性支承。
为此，将网壳离散为空间杆单元，扶壁柱作为空间梁单元，扶壁柱在标高±0.0处嵌固，对网壳和扶壁柱进行整体计算分析。
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。
某柱面网壳结构设计
某柱面网壳结构设计关键词：柱面网壳模态分析结构工程1 工程概况大跨结构有许多为人所肯定的优点，如受力合理，刚度大且质量轻，造价低，结构形式多变，不仅可以满足受力要求还可以突出结构的美，是现在的主流结构形式，另外，市场经济的发展大大改善了人们的生活质量，促进了文体、工业事业的繁荣发展，大跨度高性能结构在社会生活中的应用越来越广泛。
而轻质高强材料的研发和改进极大的丰富了结构计算理论，使得对任何极其复杂的大跨度结构的分析与设计成为可能。
大跨度结构在材料、工艺和设计在业界堪称先进，它的研究和发展同样标志着国家建筑科学技术水平的提高，因而，从小到简单的雨蓬、公路收费站，大到形态各异的体育馆、会展中心、候车（候机）厅、大型机库、煤棚等重要建筑，都可以见到大跨度结构。
本工程系某大型煤棚屋盖，下部用混凝土框架作支撑，网壳式屋盖既美化了结构的外观，同时也兼顾了结构物的使用功能（详见图1）。
结构采用双层正放四角锥圆柱面网壳，通过层间竖向、斜向撑杆支承屋面结构，屋盖长边跨度45m，短边跨度为30m，矢跨比1/3。
2 计算简图该工程为双层正放四角锥圆柱面网壳，下部采用混凝土框架作支撑。
本次研究只取上部网架三维建模进行计算。
结构应用q235b级钢上弦两纵边支撑，采用刚性铰支座。
用热轧无缝钢管作杆件，通过加肋、不加肋两种形式对空心球施焊，网架自重为。
3 使用程序和计算依据本次研究应用空间结构设计软件3d3s，参考建筑效果图和下部原结构施工图、jgj7-91《网架规范》、gb5009-2001《建筑结构荷载规范》、gb5017-2001《钢结构设计规范》和gb5017-2001《钢结构设计规范》进行计算。
4 荷载取值基于采光房的建筑设计和场地情况确定荷载取值：上、下弦静载和活载的分别取，基本风压和基本雪压的取值分别是。
进行设计计算时，荷载通过面荷载向上弦杆件双向导荷。
地震参数：结构所在地场地土属于ⅲ类，地震烈度达到8度，地震加速度为0.2g；设计地震分组为第一组，结构阻尼系数是0.02，考虑双向地震和竖向地震作用。
天津于家堡大跨度单层网壳结构设计与分析
天津于家堡大跨度单层网壳结构设计与分析陈志华;徐皓;王小盾;宋长江;高修建【摘要】天津于家堡综合交通枢纽站房屋盖采用单层网壳结构，南北向跨度为144,m，东西向跨度为81,m，矢高为25,m，是目前国内跨度最大的单层网壳结构。
基于仿生学设计理念，建筑造型模仿贝壳形状和纹理，焊接箱形杆件沿空间螺旋线交织布置。
结合于家堡大跨度单层网壳结构，详细介绍了该单层网壳的结构设计和布置形式，并对其稳定性能和动力特性进行了研究，为大跨度、非规则单层网壳结构设计提供工程参考。
%The roof of Tianjin Yujiapu transport hub is a single-layer reticulated shell structure,which has a north-south span of 144,m,an east-west span of 81,m and a vector height of 25,m,and this structure is a single-layer re-ticulated shell with the largest span in China at present. Based on the design concept of bionics,the shell simulates the shape and texture of a conch,and its welded-box members distribute along spatial spirals. With regard to the large-span single-layer reticulated shell of Yujiapu,its structural form and design were described in detail. Then sta-bility properties and dynamic behaviors of the structure were studied. The purpose of this paper is to provide a refer-ence for the design of long span and irregular single-layer reticulated shell.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2015(000)0z1【总页数】5页(P91-95)【关键词】于家堡;单层网壳;结构设计;稳定分析;动力特性【作者】陈志华;徐皓;王小盾;宋长江;高修建【作者单位】天津大学建筑工程学院，天津 300072; 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072;天津大学建筑工程学院，天津 300072;天津大学建筑工程学院，天津 300072;铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251;铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251【正文语种】中文【中图分类】TU393.3现代空间结构中，网壳结构常被用于覆盖大跨度无柱空间，是大跨度结构的较理想的结构形式之一．其中单层网壳又因杆件少、节点构造简单、建筑造型美观、结构受力合理、施工方便和经济等特点，具有较好的发展前景[1-2]．随着单层网壳结构跨度的不断增大，网壳结构的稳定性和动力性能变得越来越重要，已成为结构设计中不可忽略的关键问题[3-4]．本文结合天津于家堡大跨度单层网壳结构，详细介绍了该单层网壳的结构设计和布置形式，并对其稳定性能和动力特性进行了研究，为大跨度、非规则单层网壳结构设计提供工程参考．于家堡位于天津市塘沽区海河北岸，东西南三面临海河．京津城际延伸线于家堡综合交通枢纽位于于家堡中心商务区北端，东接规划中央大道，南邻规划于仁道，西接规划堡京路，北邻现状新港路．该交通枢纽连接京津城际延伸线及多条地铁线，总建筑面积约20余万平方米，铁路车场设置于地下，车站规模包括3座岛式站台与6条到发线．新建站房最高聚集人数约2,000人，远期每日旅客发送量达50,000人次，高峰小时发送量约为5,000人次．该交通枢纽周边设置有出租车停车场、社会车停车场、公交中心及控制中心等一系列配套设施，从而形成一个庞大、便利的交通枢纽中心．于家堡综合交通枢纽整体效果图如图1所示．天津于家堡综合交通枢纽站房屋盖采用大跨度单层网壳结构，南北向跨度为144,m，东西向跨度为81,m，矢高为25,m，是目前国内跨度最大的单层网壳结构．基于仿生学设计理念，模仿贝壳形状和纹理，焊接箱形杆件沿空间螺旋线交织布置，构成非规则的空间曲面造型．站房屋面采用ETFE膜材以达到整体结构简洁、轻巧、通透并与周围环境完美结合的效果．网壳南侧设主入口，东西两侧各设一个次入口，各入口门洞均为三角形样式；网壳顶部设有较大面积的天窗．网壳结构的平面图、立面图分别如图2和图3所示．于家堡大跨度单层网壳结构的杆件均采用Q345C钢材．由于网壳网格大小、疏密不一，故网壳结构不同部位的杆件类型和截面大小不同，杆件截面参数详见表1，各截面分布如图4所示．于家堡单层网壳结构通过36个支座与地下结构相连，约束条件为释放环向位移、约束径向和竖向位移的铰支座．于家堡单层网壳结构所承受的荷载除恒荷载外，还有活荷载、风荷载、雪荷载、温度效应等多种可变荷载作用[5-8]．具体如下．(1) 恒荷载除网壳杆件自重外，还有：① 杆件附加恒荷载：用于模拟屋面排水沟、建筑装饰材料、灯具及屋盖吊挂荷载，顺时针发散的杆件取3.9,kN/m，逆时针发散的杆件取2.0,kN/m，顶环梁杆件取1.0,kN/m；②节点附加恒荷载：用于模拟节点板重量，节点板重量根据与之相连的杆件尺寸大致分为2.5,kN、5.5,kN、7.0,kN 3类；③天窗附加恒荷载：用于模拟天窗双层夹胶玻璃及其他附件，取2.0,kN/m2；(2) 活荷载：为最小不上人的屋面活荷载，取0.5,kN/m2，按满跨分布；(3) 风荷载：由于网壳曲面非规则，坡度变化较大，且结构重要性较高，故应由风洞试验确定风荷载，初步分析时暂时模拟4种风向并保守取值；(4) 雪荷载：基本雪压取0.4,kN/m2，模拟雪的不均匀堆积和不均匀除雪，按满跨或各种半跨分布；(5) 温度效应：模拟冬季均匀降温和夏季不同日照条件下的不均匀升温，设计温差为±25,℃，局部升温可达30,℃．考虑了73种荷载基本组合和66种荷载标准组合．经分析，该单层网壳结构的最大等效应力为183.6,MPa，远小于Q345,C钢材的强度设计值295,MPa；最大位移为122,mm(如图5所示)，小于其位移限值L/400＝200,mm的设计要求．于家堡大跨度单层网壳结构强度及位移均满足设计要求，结构体系合理、具有良好的力学性能．4.1 特征值屈曲分析对于家堡大跨度单层网壳结构进行特征值屈曲分析，荷载工况选取1.0恒＋1.0全跨活．经分析，该单层网壳结构的前10阶特征值详见表2，前3阶屈曲模态如图6所示．4.2 非线性稳定性分析根据《空间网格结构技术规程》[7]文献[9]，进行网壳全过程分析时应考虑初始几何缺陷(即初始曲面形状的安装偏差)的影响，采用一致缺陷模态法引入初始几何缺陷，缺陷分布可采用结构的最低阶屈曲模态，缺陷峰值可取网壳短跨的1/300．对于家堡大跨度单层网壳结构进行非线性稳定性分析．经分析，该单层网壳结构考虑初始缺陷和几何非线性时的稳定系数为5.93，考虑初始缺陷和双重非线性时的稳定系数为5.26，满足规范[7]要求，该单层网壳结构的稳定性较好．于家堡大跨度单层网壳结构的抗震设防类别为乙级，设计地震分组为第2组，场地类别为Ⅲ类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，小震加速度峰值为55,cm/s2，大震加速度峰值为310,cm/s2．按8度采用抗震构造措施，以提高结构的整体抗震性能．对于家堡大跨度单层网壳结构进行自振特性分析[10]．经分析，该单层网壳结构的前10阶自振频率详见表3，前3阶自振模态如图7所示．天津于家堡大跨度单层网壳结构，南北向跨度为144,m，东西向跨度为81,m，矢高为25,m，是目前国内跨度最大的单层网壳结构．本文结合于家堡单层网壳结构，详细介绍了该单层网壳的结构设计和布置形式，并对其静力性能、稳定性和动力特性进行了分析研究．其建筑外观为贝壳形状，焊接箱形杆件呈空间双螺旋交织布置，为非规则的空间曲面造型．分析结果表明：(1) 该网壳结构在静力荷载作用下的强度及位移均满足设计要求；(2) 该网壳结构考虑初始缺陷和几何非线性时的稳定系数为5.93，考虑初始缺陷和双重非线性时的稳定系数为5.26，具有良好的稳定性能；(3) 该网壳结构的基频为1.54,Hz，且自振频率分布较为密集，结构刚度较好．综上所述，于家堡单层网壳结构体系合理，这种空间双螺旋线交织布置的杆件布置方式能够较好地满足结构强度和刚度要求，整体结构具有良好的稳定性能和动力特性．本文为大跨度、非规则单层网壳结构设计提供工程参考．【相关文献】［1］王成博，毕继红，田力，等. 单层网壳结构性能分析[J]. 空间结构，1997，3(4)：14-21. Wang Chengbo，Bi Jihong，Tian Li，et al. Analysis on properties of single layer latticed domes[J]. Spatial Structures，1997，3(4)：14-21(in Chinese).［2］徐皓，陈志华，王彬. 非对称荷载对大跨度非规则单层网壳结构性能的影响[J]. 建筑钢结构进展，2012，14(1)：14-19，38. Xu Hao，Chen Zhihua，Wang Bin. The effect of asymmetrical loads on the structural performance of large-span anomalous single-layer reticulated shell[J]. Progress in Steel Building Structures，2012，14(1)：14-19，38(in Chinese).［3］韩庆华，杨志，潘延东，等. 单双层球面网壳结构的静力特性及其稳定性能分析[J]. 天津大学学报，2002，35(4)：447-451. Han Qinghua，Yang Zhi，Pan Yandong，et al. Static behavior and stability analysis of single-double layer reticulated dome[J]. Journal of Tianjin University，2002，35(4)：447-451(in Chinese).［4］尹越，韩庆华，刘锡良，等. 北京2008奥运会老山自行车赛馆网壳结构分析与设计[J]. 天津大学学报，2008，41(5)：522-528. Yin Yue，Han Qinghua，Liu Xiliang，et al. Analysis and design of reticulated dome of Laoshan cycling gymnasium for the Beijing 2008 Olympic Games[J]. 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例谈科技馆钢网壳结构设计
例谈科技馆钢网壳结构设计1工程概况盘锦辽滨新城文化中心（科技馆）位于盘锦辽滨沿海经济区，纬八路与经六路、滨湖路、南经三路所围地段。
内部为一个长117米，宽36米，高3层23.5米的钢筋混凝土框架结构，该结构的轴网尺寸均为9米。
外围包了一层扭曲的单层三向网格网壳结构，该结构的外包尺寸为长134.4米，宽72米，高23.5米。
在建筑内部形成了一个高22米，长134米，宽27米的宏大共享空间。
本文主要针对钢结构部分的设计进行介绍，外包的钢结构采用空间三向网格单层网壳，屋面的钢结构为单层梁格，辅助钢拉杆。
钢结构各部分的节点主要有相贯节点、主次梁节点、销轴支座、固定铰支座等。
2计算分析及计算设定内部钢筋混凝土框架结构采用PKPM建模分析，结构整体分析采用Midas/Gen。
对扭曲的单层三向网格网壳结构分别用STS、3D3S和Midas进行了分析比较，下面主要介绍Midas的分析结果。
分别把中部的混凝土框架结构简化为支座单独对钢结构部分进行了分析，也把混凝土部分参与进去作为整体进行了分析。
在后面的分析中，混凝土部分为钢结构部分提供了相对柔性的支承，使得整个模型各阶振型的周期普遍略长于把其简化为支座对应的周期。
偏安全考虑，采用把混凝土部分简化为支座进行最终的结构设计。
2.1计算参数的选用2.1.1荷载1）恒荷载结构自重：考虑节点重量，放大1.1倍；幕墙玻璃包括次龙骨：1.0 kN/ m2；2）活荷载不上人屋面：0.5 kN/m2；3）风荷载（本项目靠近营口，风荷载、雪荷载、地震作用均按照营口市的取值）○1基本风压：基本风压w0=0.65kN/m2（50年重现期）；○2地面粗糙度类别：B类；○3结构体形系数、风振系数等取值：根据模型按照4m标高分成6个标高段计算µz，屋面处标高24m，µz=1.30；根据工程经验，本结构的整体刚度大，第一自震周期为0.688s，风振系数取1.5；体形系数根据封闭式双坡屋面，建筑的迎风面体形系数为+0.8和-0.5，横风向体形系数为-0.7，本次结构设计，对于压风和吸风均考虑体形系数。
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。
华能大厦单层柱面网壳的设计及分析
96Industrial Construction Vol.41，No.7，2011工业建筑2011年第41卷第7期檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮殑殑殑殑现代钢结构华能大厦单层柱面网壳的设计及分析朱奕锋1，2吴向东2曾滨1，2李策2（1.东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，南京210096；2.中冶建筑研究总院有限公司，北京100088）摘要：以某低矢跨比的单层柱面网壳分析与设计为例，分析该网壳在各种荷载作用下的受力特点；讨论网壳支承刚度对网壳的受力影响；介绍网壳的设计和节点构造方法；并着重研究网壳的整体稳定性。
得出：低矢跨比单层柱面网壳的整体稳定对支承刚度和初始几何缺陷较敏感；考虑塑性影响后，低矢跨比柱面网壳的稳定承载力相对弹性稳定承载力有大幅度降低；不同的荷载作用下，支承刚度对网壳的受力影响不同。
关键词：矢跨比；柱面网壳；稳定；支承刚度THE DESIGN AND ANALYSIS OF ONE SINGLE LAYER CYLINDRICALLATTICE SHELL OF HUANENG BUILDINGZhu Yifeng 1，2Wu Xiangdong 2Zeng Bin 1，2Li Ce 2（1.Key Laboratory of Concrete and Prestressed Concrete Structure ，Ministry of Education ，Southeast University ，Nanjing 210096，China ；（2.Central Research Institute of Building ＆Construction Co．Ltd ，MCC ，Beijing 100088，China ）Abstract ：By an example of analyse and design of one single layer cylindrical lattice shell with low rise-span ratio ，mechanical characteristic of the shell was analyzed ；the effect of support stiffness on the shell was discussed ；the method of structure of shell joint and design of shell were introduced ；especially the global stability was studied．It was concluded that single layer cylindrical lattice shell with low rise-span ratio was sensitive to stiffness of support and initial geometrical imperfections ；and if plastic is considered ，the critical load of the shell will be reduced greatly by contrast with elastic critical load ；stiffness of support has different effect on the shell in different load cases．Keywords ：rise-span ratio ；cylindrical lattice shell ；stability ；support stiffness第一作者：朱奕锋，男，1976年出生，博士研究生，高级工程师。
网壳结构
网壳结构具体案例分析——国家大剧院姓名：宋建宇班级：2011级5班学号201101020530摘要：网壳结构即为网状的壳体结构，或者说是曲面状的网架结构。
其外形为壳，其形成网格状，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，兼具杆系结构和壳体结构的性质，属于杆系类空间结构。
与平面网架不同，它的承载力特点为沿确定的曲面薄膜传力，作用力主要通过壳面内两个方向的拉力或压力以及剪力传递。
网壳结构兼有薄壳结构和平板网架结构的优点，是一种很有竞争力的大跨度空间结构。
关键字：壳体结构、优缺点、未来展望正文：国家大剧院外部为钢结构壳体呈半椭球形，平面投影东西方向长轴长度为212.20米，南北方向短轴长度为143.64米，建筑物高度为46.285米，比人民大会堂略低3.32米，基础最深部分达到-32.5米，有10层楼那么高。
国家大剧院壳体由18000多块钛金属板拼接而成，面积超过30000平方米，18000多块钛金属板中，只有4块形状完全一样。
钛金属板经过特殊氧化处理，其表面金属光泽极具质感，且15年不变颜色。
中部为渐开式玻璃幕墙，由1200多块超白玻璃巧妙拼接而成。
椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达3.55万平方米，各种通道和入口都设在水面下。
国家大剧院是空间双层网壳结构，这一结构更完整，更纯粹。
”大剧院的壳体钢结构总重6750吨，网壳面积3.5万平方米，没有一根立柱支撑，全靠148榀弧型钢梁承重。
虽然这一壳体的高、重、大为中华第一，但它同时也是大跨度空间结构中单位用钢量最少的，每平方米不到200公斤，仅为卢浮宫钢结构每平方米用钢的三分之一。
如此“轻便”的穹顶大大减少了承重钢梁的压力，建筑物的安全系数将会很高。
另外，考虑到风、雪、地震等自然因素，壳体钢结构还体现了柔性设计理念。
钢梁接触地面的一端允许相应滑动，整个结构的最大变形度大约为20厘米。
国家大剧院主体建筑钢结构椭球体壳体(以下简称:壳体)为一超大空间壳体，东西长约212m，南北约144m，高约46m。
某单层网壳结构设计与分析
某单层网壳结构设计与分析赖程钢【摘要】采用有限元软件MIDAS/GEN,对某单层网壳结构进行了各荷载工况组合下的计算分析,得到了结构受力、变形和稳定性能,并基于多尺度分析方法,将节点细部模型与结构整体宏观模型连接,在整体模型中对结构复杂节点进行了计算分析,有效提高了计算精度.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)005【总页数】3页(P56-58)【关键词】局部坐标系;多尺度分析;单层网壳【作者】赖程钢【作者单位】中国建筑西南设计研究院有限公司,四川成都 610000【正文语种】中文【中图分类】TU393.3某商业综合体建筑面积约40万m2，包括甲级精品写字楼、大型购物中心和主题街区三大部分，主题为体验游憩式潮玩购物公园。
本文主要研究购物中心交通廊上部的单层柱面网壳玻璃采光顶，建筑效果图见图1。
采光顶建筑面积约2 200 m2，长约90 m，短向最小跨度为15.4 m，最大跨度为24.4 m。
根据建筑视觉效果需要，该采光顶结构形式采用三向网格的单层柱面网壳。
与双层网壳采用铰接节点，杆件仅承受轴力的计算假定不同，单层网壳采用刚性节点，杆件应按压弯构件进行截面设计。
根据《空间网格结构技术规程》[1]要求，单层网壳杆件在壳体曲面内、外的计算长度系数分别取0.9和1.6。
对于杆件截面形式为圆管的单层网壳结构，杆件局部坐标系仅用于确定平面内、外计算长度系数。
对于杆件截面形式为非圆管(矩管或工字钢)的单层网壳结构，杆件局部坐标系不仅用于确定杆件计算长度系数，还用于确定杆件截面强轴和弱轴，以此进行强度和稳定验算。
因此，确定准确的杆件局部坐标系是进行单层网壳结构设计的一个关键问题。
现有的有限元程序中杆件局部坐标系均默认为与整体坐标系平行，仅适用于杆件与整体坐标系中某坐标轴平行的情况。
对于复杂空间曲面的单层网壳结构，其杆件局部坐标系往往与有限元程序默认局部坐标存在较大误差，如图2所示。
对于杆件数量较大的复杂单层网壳结构，如何快速获取各个杆件的局部坐标系成为提高建模效率和计算精度的关键。
网壳结构之国家大剧院
梁架： 平面外刚 度极差， 因而构件 的起扳、 搬运、起 吊难度颇 大
连系梁
连杆采用钢管， 短轴梁架之间 腹杆 连杆节点采用 铸钢节点连接， 长轴梁架连杆 采用钢套筒连 接。
斜撑：结构中斜撑的布置对 结构荷载的合理传递起很大 的作用。所以，对斜撑进行 优化，选择合理的布置，在 应力集中处尽量使受压杆成 为受拉杆。
空间、流线
入口处采取下沉式 处理。避免因太多人 流而打破整个地面环 境的和谐。国家大剧 院地下最深处为-32.5 米，相当于往地下挖 了10层楼的深度 。
入口大厅
建筑造型艺术
整个建筑的形式是纯粹的。 建筑采用巨大的外壳将内部分散的功能空间全部包起来，形成一个统 一的整体，外部为钢结构壳体呈半椭球形 。东西方向长轴长度为 212.20米，南北方向短轴长度为143.64米，建筑物高度为46.285米， 比人民大会堂略低3.32米，建筑最深部分达到-32.5米，有10层楼那 么高。 建筑外壳由18000多块钛金属板拼接而成，面积超过30000平方米， 18000多块钛金属板中，只有4块形状完全一样。钛金属板经过特殊 氧化处理，其表面金属光泽极具质感，且15年不变颜色。中部为渐开 式玻璃幕墙，由1200多块超白玻璃巧妙拼接而成。巨大的玻璃外壳保 证了内部空间的采光。 国家大剧院造型新颖、前卫，构思独特，是传统与现代、浪漫与现实 的结合。 从尺度上看，所有空间都采用大尺度，这样符合剧院建筑的功能，不 会给人压抑感。
结构与造型
剧院建筑往往要求有较大的空间，所以对于屋 顶的尺度有较高的要求。只有空间受力的结构 体系才能够很好地解决大跨度屋盖的问题，而 且只有空间体系的结构才能组成富有造型特点 的屋盖形式 。网壳结构正很好的解决了这一 点。
某大型封闭式储煤场网壳结构设计
部分 整体 吊装 和 Ⅲ 、 区高 空 散 装 法 相结 合 的施 工 Ⅳ 方法 ， 具体 施 工 程 序 如下 ： 在 工区 １段 采 用 ３台 ① ５ 起 重机 将 吊点通 成两 组 吊装 网架 。② 在 工区 ２ ０ｔ 段采 用 ２台 ５ 起 重 机 将 网架 提 升 。③ 在 Ⅱ区 Ａ ０ｔ 段采 用 ４台 ５ 起 重机 将 吊点连 成 两 组 吊装 网架 。 ０ｔ
泥岩（ 主要成 分 中等 一微 风化 泥岩 ） 。场 地 的南北 两 侧 紧邻 高度较 大 的岩 质 边 坡 ， 坡 主要 由砂 质 泥 岩 边
组 成 。砂质 泥岩 长 时 间暴 露 ， 易 造成 风 化 剥 蚀 导 容
杰 （９ ９ ） 男 ， 级 工 程 师 ， 要 从 事 建 筑 结 构 １７ 一 ， 高 主
散 层 清除 ， 在合 适 位 置 放 台后 ， 置 挡 墙 ， 采 用 锚 设 并 喷 支 护对挡 墙 上部边 坡 进行 防 护 ， 证边 坡稳 定 。 保
此 方案 具 有 以下 优 点 ： （ ） 于场 地南 部 山沟 中 ， １位 和联合 场 地相 对分 开
布 置 ， 占有联 合场 地用 地 。 不 （ ） 煤场 南 北 两 侧 均 为 山坡 ， 侧
３ 设 计 思 路
受场 地 限制 ， 拟建 储煤 场要 尽 量少 占地 ， 应优 且
先 放 置在 厂 区边上 ， 减 少 环境 污染 和少 占用 联 合 以
图 １ 储 煤 场 平 面 示 意 图
鉴 于 储 煤 场南 北 两 侧 山坡地 质 情 况 较 差 ， 易 容 失稳 、 垮塌 ， 设计 采 用 以下 方 式 进 行 处 理 ： 表 层 松 将
对大型体育馆网壳结构设计的思考
对大型体育馆网壳结构设计的思考引言网壳结构广泛适用于复杂多变的建筑当中，不仅能够满足人们对建筑物的功能要求、感观要求，而且具有很好的经济效益，因此在大跨度公共建筑中得到了广泛的应用。
本文结合工程实例，主要探讨某大型体育馆网壳结构设计要点，旨在为了大家提供借鉴。
1 项目概况某大型体育馆，总建筑面积15300m2，建筑高度30m，主要由排球馆、篮球馆、乒乓球馆及配套用房组成。
基础采用钢筋混凝土框架结构。
本工程设计的使用年限为50年，建筑物重要类别为丙类，建筑结构的安全等级、耐火等级及屋面防水等级都为二级，抗震设防烈度为7度。
2 结构选型与布置2.1 结构选型合理的大跨度空间结构形式在满足建筑功能要求的同时，还应具有安全耐久、结构轻巧、受力合理、经济适用、造型美观等特点。
根据该体育馆的空间形体及平面形状，初步可选择的结构方案有4种：1）空间折板网架；2）辐射状空间桁架；3）平立面转折处采用空间桁架，顶部采用单层网壳结构，整体形成“空间桁架+单层网壳”的结构体系；4）平立面转折处采用空间桁架，顶部采用双层网壳结构，整体形成空间管桁架-双层网壳复合结构体系。
经分析可知，方案1显得厚重，且影响立面采光带效果；方案2桁架汇聚中心时需进行桁架归并处理，间断布置桁架从美观上看对顶部采光顶的视觉效果也有一定影响，且支座反力较大；方案3视觉效果较好，但由于顶部隆起处矢跨比很小，只有1/13，单层网壳的稳定问题极其突出。
从美观上来讲，方案3优于方案4，方案4优于方案1、方案2；从用钢量要小、刚度要大、支座反力要小、稳定性要好的角度，方案1优于方案4，方案4优于方案2、方案3。
综合分析，最终选择视觉效果及受力性能较好的方案4。
2.2 结构布置体育馆主体钢结构是由24榀径向布置主桁架、5组环向封闭桁架与中部双层网壳组成的空间管桁架-双层网壳复合结构。
为了增加屋盖结构在其平面内的整体刚度，在桁架上弦平面布设了交叉张紧圆钢支撑体系，使桁架与中间网壳及支撑系统共同组成了钢结构屋盖的超静定结构体系。
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。
大跨度双层网壳屋盖结构的设计
大跨度双层网壳屋盖结构的设计前言：大跨度的双层网壳由于其整体性好，覆盖空间大，耗钢量省、施工方便等优点，越来越多的作为工业建筑、体育馆、会馆等结构的屋盖结构。
这类结构为空间多自由度铰接体系，具有杆件多、节点多，动力性能极为复杂等特点。
本文通过一个工程实例，分析了该类结构体系的主要静力和动力特性，对在设计中起控制作用的水平和竖向地震作用进行了较详细和全面分析和研究。
最后，对必不可少的抗震构造措施进行简要介绍。
【关键词】双层网壳；支承体系；竖向地震；抗震性能；抗震构造工程概况某水泥厂石灰石均化库的屋面圆形楼盖的直径为102.00m，球型壳体球径为58.07m，矢高30.30m，楼盖支座高度5.52m；屋面楼盖的结构形式采用双层球面网壳，网格采用正交四角锥系，肋环型布置，环向数为，径向为，支座数为32个。
网壳厚度为m。
竖向支承系统由钢筋混凝土柱和混凝土环梁组成。
结构分析和设计分析模型：本工程利用Autodesk公司的AutoCAD软件建模，采用北京建研院pkpm系列工程设计软件的PMSAP软件进行计算分析。
网架的杆件采用空间铰支杆单元来模拟。
网壳支座节点与混凝土柱采用固定铰支座。
荷载作用：荷载工况主要包括恒荷载、活荷载、风荷载、地震作用和温度作用，各项荷载的取值如下：1）恒荷载（DL）：杆件自重由程序自动计算。
屋面板自重0.25为kn/m2,按照屋面板的面积折算为集中力作用于网壳上弦的节点上。
2）活荷载（LL）：屋面检修活载：0. 50 kn/m2,积灰荷载：0.50 kn/m2,雪荷载0.625 kn/m2。
取三项活载中最大的雪荷载进行设计。
按照屋面板的水平投影面积折算为集中力作用于网壳上弦的节点上。
3）风荷载（WL）：场地的基本分压为0.563kn/m2, 地面粗糙度类别为B 类。
风荷载体型系数按照建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006年版）中表7.3.1中第35款旋转壳顶中f/l=30.3/102>1/4的情况下相关公式进行计算。