3.网壳结构(上)
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网壳结构
图23 面心划分法
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.
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.
网壳结构课程课件
15
2、菱形（无纬向杆联方型网壳）
由左斜杆和右斜杆组成菱形网格的网壳，两斜杆的两角为30～50，其造 型优美，通常采用木材、工字钢、槽钢和钢筋混凝土等构件建造。
back
16
餀
3、三角形（有纬向杆联方型、施威德勒型） 为了增强无纬向联方型网壳的刚度和稳定性能，可 加设纬向杆件组成三角形网格。使得网壳在风载及 地震灾害作用下具有良好的性能。从受力性能考 虑，球面网壳的网格形状最好选用三角形网格。
• 40米以下可采用单层网壳，跨度大可采用双层网壳。
5
替
• 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。
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。
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。
2、菱形（无纬向杆联方型网壳）
由左斜杆和右斜杆组成菱形网格的网壳，两斜杆的两角为30～50，其造 型优美，通常采用木材、工字钢、槽钢和钢筋混凝土等构件建造。
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3、三角形（有纬向杆联方型、施威德勒型） 为了增强无纬向联方型网壳的刚度和稳定性能，可 加设纬向杆件组成三角形网格。使得网壳在风载及 地震灾害作用下具有良好的性能。从受力性能考 虑，球面网壳的网格形状最好选用三角形网格。
• 40米以下可采用单层网壳，跨度大可采用双层网壳。
5
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• 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。
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。
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。
3.网壳结构(上)
53
四角锥柱面网壳的主要形式
54
三角锥柱面网壳 抽空三角锥柱面网壳
双层柱壳的 上下弦杆可能 都受压。
55
四、椭圆抛物面网壳网格形式
试分析下列网格的划分特点
三向型
单斜杆型
联方型
56
五、双曲抛物面网壳网格形式
正交正放型
正交斜放型
57
六、局部双层网壳网格形式
单层网壳的承载力主要由稳定控制，材料的实 际工作应力仅为允许应力的1/10~1/6。
1）单层柱面网壳
单斜杆型柱面网壳
人字形柱面网壳
刚度较差，适用于中、小型网壳
49
悉尼国际水上运动中心 50
双斜杆型
联方型
三向网格型
双斜杆型连接复杂 联方型网格刚度差 三向型网格刚度最好
51
为提高刚度和稳定性，对于长柱壳应设横向肋
汉堡博物馆庭院
52
2）双层柱面网壳 主要有交叉桁架体系和四角锥、三角锥体系。
34
球面网壳的网格划分 主要有6种形式： • 肋环型 • 施威德勒型 • 联方型 • 凯威特型 • 三向网格型 • 短程线型
35
1）肋环型 (Rib-Ring System)
只有经向和纬向杆件，大部分网格呈梯形 除顶部节点外，构造简单 杆件承受弯矩，整体刚度差 适用于中、小型网壳
试分析图中有几种杆件和节点形式？
38
4）三向网格型 (Three-way System)
几何构成方法 • 在球面的水平投影面上，将跨度
n等分，作出正三角形网格，再 投影到球面上（小矢跨比） • 在球面上用三个方向、相交成60 度的大圆构成（大矢跨比）
特点 受力性能好，外形美观，适用于大、中型网壳
39
四角锥柱面网壳的主要形式
54
三角锥柱面网壳 抽空三角锥柱面网壳
双层柱壳的 上下弦杆可能 都受压。
55
四、椭圆抛物面网壳网格形式
试分析下列网格的划分特点
三向型
单斜杆型
联方型
56
五、双曲抛物面网壳网格形式
正交正放型
正交斜放型
57
六、局部双层网壳网格形式
单层网壳的承载力主要由稳定控制，材料的实 际工作应力仅为允许应力的1/10~1/6。
1）单层柱面网壳
单斜杆型柱面网壳
人字形柱面网壳
刚度较差，适用于中、小型网壳
49
悉尼国际水上运动中心 50
双斜杆型
联方型
三向网格型
双斜杆型连接复杂 联方型网格刚度差 三向型网格刚度最好
51
为提高刚度和稳定性，对于长柱壳应设横向肋
汉堡博物馆庭院
52
2）双层柱面网壳 主要有交叉桁架体系和四角锥、三角锥体系。
34
球面网壳的网格划分 主要有6种形式： • 肋环型 • 施威德勒型 • 联方型 • 凯威特型 • 三向网格型 • 短程线型
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1）肋环型 (Rib-Ring System)
只有经向和纬向杆件，大部分网格呈梯形 除顶部节点外，构造简单 杆件承受弯矩，整体刚度差 适用于中、小型网壳
试分析图中有几种杆件和节点形式？
38
4）三向网格型 (Three-way System)
几何构成方法 • 在球面的水平投影面上，将跨度
n等分，作出正三角形网格，再 投影到球面上（小矢跨比） • 在球面上用三个方向、相交成60 度的大圆构成（大矢跨比）
特点 受力性能好，外形美观，适用于大、中型网壳
39
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。
3.1网壳结构的形式及特性09
预应力网壳——攀枝花市体育馆， 1994年，三向 短程线型双层球面网壳，74.8×74.8花瓣八边形， 矢高8.89m， 49㎏/㎡ .
（4） 用相互直交的子午线族构成。
（5）混合划分法
网格更均匀
2 单层球面网壳的形式（按网格划分）
（1）肋环型球面网壳
球顶节点构造复杂。
1967年建成的郑州体育馆
将一根直线的两端沿两根在空间倾斜、不 相交的直线移动而形成。
高斯曲率＜0。
或从马鞍形曲面中按一定的方式沿直线方向截 取一部分，如ABCD，覆盖的面是矩形平面。
扭曲面网壳
单块扭网壳
下倾
扭壳的 各种组 合形式
上 倾
（7）切割或组合形成的曲面网壳
球面网壳采用切割方法组成三角形、六边形和多 边形平面形成新的网壳形式。 球面与柱面也可组成新的网壳。
矩形截面的环梁以45°的倾角斜置在三角形框架的顶端节点上，其截 面主轴与网壳支承处的切线方向一致，也与三角形框架斜柱的方向一致。 根据计算，在不同工况的荷载作用下，网壳支承反力相对于水平面的倾 角在39 °~53 °之间变化。 所以，当环梁按45 °布置时，其所受的扭矩和横向弯矩相对较小。
环梁由两个各长105m的直线段和 两个各长135.4m的半圆周组成，总周 长480.8m。 环梁的截面巨大，为了避免温度 变化在环梁和支承框架之间产生巨大 的温度内力，本工程将环梁分成十段， 相互独立(图3)。 直梁段的最大长度 为45m，圆弧部份的梁段长度为67.7m。 每个梁段的工作犹如支承在若干个 框架上的多跨连续梁。
内部网架
三、双曲抛物面网壳的形式
双曲抛物面网壳在几何学上的特点是其曲面的
形成方式属移动式，具有直纹性。 即曲面是由无数根斜交的直线组成。 通过一定的组合，双曲抛物面网壳还可以发展出 不同的造型。
网壳结构
一．网壳结构的受力特性 1. 网壳结构的静力特性
影响网壳结构静力特性的因素很多，主要有：结构的 几何外形、荷载类型及边界条件等。 网壳的类型和形式很多，型式不同的网壳，结构的变 形规律及内力分布规律相差甚远。即使是同一种型式的 网壳，当几何外型尤其是矢跨比不同时，都将有不同的 结构反映。此外，网壳结构是一类边界条件敏感型的结 构，边界约束条件的细微变化将有可能使结构的静力性 能产生相当的变化。
球
凯威特型球面网壳
面
短程线球面网壳
网 壳
交叉桁架体系
双层球 角 肋环型四角锥球面网壳 面网壳 锥 联方型四角锥球面网壳
体 联方型三角锥球面网壳 系 平板组合式球面网壳
肋环型球面网壳
适于中小跨度
联方型球面网壳— — 无纬向杆
联方型球面网壳—— 有纬向杆
适于大中跨度
斯威德勒型球面网壳（肋环斜杆型）
适于大中跨度
L≤30m 纵边落地时，
B≤25m
D≤60m
L2≤40m
L1 / L2 1.5
f 、f 1 ~ 1 h 1 ~ 1 L1 L2 2 4 L2 20 50
L2≤50m
L1 / L2 1.5
f1 、f 2 1 ~ 1 L1 L2 4 8
h 11 ~
L2 20 50
L2≤50m
第二节 网壳结构分析
单斜杆柱面网壳
单层 弗普尔柱面网壳
柱面 交叉斜杆型柱面网壳
柱 网壳 联方网格型柱面网壳
面
三向网格型柱面网壳
网
壳
双层
交叉桁架体系 正放四角锥柱面网壳
柱面 网壳
四角锥 体系
抽空正放四角锥柱面网壳
斜置正放四角锥柱面网壳
影响网壳结构静力特性的因素很多，主要有：结构的 几何外形、荷载类型及边界条件等。 网壳的类型和形式很多，型式不同的网壳，结构的变 形规律及内力分布规律相差甚远。即使是同一种型式的 网壳，当几何外型尤其是矢跨比不同时，都将有不同的 结构反映。此外，网壳结构是一类边界条件敏感型的结 构，边界约束条件的细微变化将有可能使结构的静力性 能产生相当的变化。
球
凯威特型球面网壳
面
短程线球面网壳
网 壳
交叉桁架体系
双层球 角 肋环型四角锥球面网壳 面网壳 锥 联方型四角锥球面网壳
体 联方型三角锥球面网壳 系 平板组合式球面网壳
肋环型球面网壳
适于中小跨度
联方型球面网壳— — 无纬向杆
联方型球面网壳—— 有纬向杆
适于大中跨度
斯威德勒型球面网壳（肋环斜杆型）
适于大中跨度
L≤30m 纵边落地时，
B≤25m
D≤60m
L2≤40m
L1 / L2 1.5
f 、f 1 ~ 1 h 1 ~ 1 L1 L2 2 4 L2 20 50
L2≤50m
L1 / L2 1.5
f1 、f 2 1 ~ 1 L1 L2 4 8
h 11 ~
L2 20 50
L2≤50m
第二节 网壳结构分析
单斜杆柱面网壳
单层 弗普尔柱面网壳
柱面 交叉斜杆型柱面网壳
柱 网壳 联方网格型柱面网壳
面
三向网格型柱面网壳
网
壳
双层
交叉桁架体系 正放四角锥柱面网壳
柱面 网壳
四角锥 体系
抽空正放四角锥柱面网壳
斜置正放四角锥柱面网壳
3.1网壳结构的形式及特性09.
（4）三向网格型球面网壳
在水平投影面上，通过圆心作夹角为±60 的三个轴，将轴n等分并连线，形成正三角形 网格，再投影到球面上形成。
（5）凯威特型（简称K型）球面网壳
（扇形三向网格）
由 n（n＝6，8，12，···）根径肋把球面分为 n个对称扇形曲面。每个扇形面内，再由环杆和 斜杆组成大小较匀称的三角形网格。它综合了旋 转式与均分三角形划分法的优点，不但网格大小 勻称，内力分布也均匀。
曲面呈马鞍形，高斯曲 率K＜0。
水平截面是一对分离的双曲线， 竖向主截面是抛物线。
沿曲面斜向垂直切开为直线。
适用于矩形、椭圆形和圆形等平面。
（5）扭曲面网壳（也是双曲抛物面）
将一根直线的两端沿两根在空间倾斜、不 相交的直线移动而形成。
高斯曲率＜0。
或从马鞍形曲面中按一定的方式沿直线方向截 取一部分，如ABCD，覆盖的面是矩形平面。
两个主曲率是正交的，主曲率半径分别用R1、 R2表示。
k
R
, k
R
该点的高斯曲率：
K
k k
R
R
（1）零高斯曲率的网壳
曲面一个方向的主曲率 半径R1= （即k1= 0）；另一 个 主 曲 率 半 径 R2=±a ， （ 即 k2≠ 0），为单曲网壳。
层状穹顶
（2） 由三个方向的大圆构成的均匀三角形 网格。
格子穹顶
（3） 以球面内接的多面体棱边投射到球面上， 构成的网格体系，称短程线(测地线)穹顶。
预应力网壳——攀枝花市体育馆， 1994年，三向 短程线型双层球面网壳，74.8×74.8花瓣八边形， 矢高8.89m， 49㎏/㎡ .
（4） 用相互直交的子午线族构成。
网壳结构
§1.网壳结构的类型 一、网壳的分类
3）按曲面外形分类 组合扭网壳
§1.网壳结构的类型 一、网壳的分类
3）按曲面外形分类 球面与柱面组合网壳
§1.网壳结构的类型 二、网壳的网格形式
1）球面网壳 肋环型球面网壳
±
整体刚度差，适用于中、小型网壳
§1.网壳结构的类型 二、网壳的网格形式
1）球面网壳 施威德勒型球面网壳(Schwedler)
±
采用时程分析法和振型分解反应谱法求解，按两阶 段进行设计
§2.网壳结构设计 四、网壳结构装配应力
±
装配应力往往是在安装过程中由于制作和安装等原 因，使节点不能达到设计坐标位置，造成部分节点间 的距离大于或小于杆件的长度。在采用强迫就位使秆 件与节点连接的过程中就产生了装配应力。
±
由于网壳对装配应力极为敏感，一般都通过提高制 作精度、选择合适安装方法和控制安装精度使网壳的 节点和杆件都能较好地就位，装配应力就可减少到可 以不予考虑。 当需要计算装配应力时，也应采用空间杆系/梁系有 限单元法，采用的基本原理与计算温度应力时相仿， 即把杆件长度的误差比拟为由温度伸长或缩短即可。
±
可以考虑调整支座类型来考虑释放温度应力
§2.网壳结构设计 三、网壳结构地震作用
±
地震发生时，由于强烈的地面运动而迫使网壳结 构产生振动，受迫振动的网壳，其惯性作用一般来说 是不容忽视的。正是这个由地震引起的惯性作用使网 壳结构产生很大的地震内力和位移，从而有可能造成 结构破坏或倒塌，或者失去结构工作能力。因此在地 震设防区必须对网壳结构进行抗震计算。
第三章
网壳结构
网壳结构
Reticular Shell
网壳结构受力特点
± 网架结构就整体而言是一个受弯的平板 ± 网壳结构则是主要承受膜内力的壳体 ± 一般情况下，同等条件的网壳比网架要 节约钢材约20％ ± 网壳结构外形美观，富于变化
网壳结构简介
网壳结构设计简介戚 豹徐州建筑职业技术学院土木工程系第五章网壳结构设计简介网架结构是一个以受弯为主体的平板，可以看作是平板的格构化形式。
而网壳结构则是壳体结构格构化的结果，以其合理的受力形态，成为较为优越的结构体系。
可以说，网壳结构不仅仅依赖材料本身的强度，而且以曲面造型来改变结构的受力，成为以薄膜内力为主要受力模式的结构形态，能够跨越更大的跨度。
不仅如此，网壳结构以其优美的造型激发了建筑师及人们的想象力，随着结构分析理论以及试验研究的不断深入，计算技术的不断提高和增强，越来越多的建筑采用了这种结构型式。
5.1 网壳结构的常用形式5.1.1 网壳结构的基本曲面及形成1．网壳的型体网壳结构的型体是指网壳的形状、曲面形式和杆件的布置。
如果型体设计合理，可以使得结构在已知条件下可能达到最大的规模，受力合理、安全储备高、美观、制造和安装简易、节省材料、经济实用等。
国际薄壳与空间结构协会（IASS）创始人、西班牙著名结构工程师托罗哈认为：“最佳结构有赖于其自身受力之型体，而非材料之潜在强度。
”也就是说，网壳结构凭借其型体的合理性，才能成为一种最为优越的结构。
因此，网壳结构的型体已经成为当今建筑师与结构工程师的重要研究课题。
在进行网壳结构设计和型体创新时，首先必须了解曲面的几何形式、物理性质及其工作特性。
通常，我们把曲面分为两大类：1）典型曲面典型曲面，也称几何学曲面。
某些曲面不管其形式如何，也不管它是如何形成的，总可以用几何学方程表示出来。
比如，用圆弧线、双曲线、抛物线、椭圆线和直线等表示出的曲面并可以用微分方程求解的，都属于典型曲面。
国内外采用这种曲面已经建造了大量形体优美、经济合理的建筑。
如果再将这些曲面进行适当的切割或组合，还可以构成更多的型体，创造出新颖的网壳结构。
2）非典型曲面非典型曲面，亦称非几何学曲面。
某些曲面不能以简单的几何学方程来表示。
非典型曲面最初是建筑师为了使空间结构的型体有所创新，达到建筑造型能自由地发挥而发展起来的，最早应用于钢筋混凝土薄壳结构。
3_网壳结构
第三节 网壳结构
一、概述 二、网壳结构选型
三、网壳结构设计
四、网壳结构的整体稳定性
五、网格结构的制作与安装
一、概述 网壳的定义： 空间网格结构是由多根杆件按照某种有 规律的几何图形通过节点连接起来的空间 结构。 曲面的网格结构被称作网壳结构。
2
一、概述
2. 网壳结构的常用形式
A. 单层柱面网壳：
19
五、网壳结构整体稳定性
3.网壳结构稳定性的计算 初始几何缺陷：即初始曲面形状的安装偏差。 进行网壳全过程分析时应考虑初始几何缺陷 的影响，可采用结构的最低阶屈曲模态作为缺陷 分布模态，其最大计算值可取网壳跨度的1/300。
20
五、网壳结构整体稳定性
4.网壳结构稳定性的影响因素分析
• 网壳结构的非线性性能的影响 • 结构对初始缺陷的敏感性
适用于柱面网壳等结构。
51
其它腹杆
L
0.9L
0.9L
容许长细比 受压杆件：180 受拉杆件： 一般杆件：300 支座附近杆件：250 直接承受动力荷载杆件：250
12
单层网壳杆件的计算长度及容许长细比
杆件的计算长度
杆件 节点类型 焊接空心球 毂节点 相贯节点
壳体曲面内
壳体曲面外
0.9L
1.6L
L
1.6L
0.9L
1.6L
容许长细比 受压与压弯杆件：150 受拉与拉弯杆件： 250
• 施工顺序
• 支撑架搭设 • 网架结构的安装 • 支撑架的拆除。
43
1. 高空散装法
施工方法特点： • 最原始、最简单的施工方法。功效低下但安全 性高； • 材料用量很大，耗时较多，安装总工期长； • 结构杆件及节点的重量应在工人操作的限度内。
一、概述 二、网壳结构选型
三、网壳结构设计
四、网壳结构的整体稳定性
五、网格结构的制作与安装
一、概述 网壳的定义： 空间网格结构是由多根杆件按照某种有 规律的几何图形通过节点连接起来的空间 结构。 曲面的网格结构被称作网壳结构。
2
一、概述
2. 网壳结构的常用形式
A. 单层柱面网壳：
19
五、网壳结构整体稳定性
3.网壳结构稳定性的计算 初始几何缺陷：即初始曲面形状的安装偏差。 进行网壳全过程分析时应考虑初始几何缺陷 的影响，可采用结构的最低阶屈曲模态作为缺陷 分布模态，其最大计算值可取网壳跨度的1/300。
20
五、网壳结构整体稳定性
4.网壳结构稳定性的影响因素分析
• 网壳结构的非线性性能的影响 • 结构对初始缺陷的敏感性
适用于柱面网壳等结构。
51
其它腹杆
L
0.9L
0.9L
容许长细比 受压杆件：180 受拉杆件： 一般杆件：300 支座附近杆件：250 直接承受动力荷载杆件：250
12
单层网壳杆件的计算长度及容许长细比
杆件的计算长度
杆件 节点类型 焊接空心球 毂节点 相贯节点
壳体曲面内
壳体曲面外
0.9L
1.6L
L
1.6L
0.9L
1.6L
容许长细比 受压与压弯杆件：150 受拉与拉弯杆件： 250
• 施工顺序
• 支撑架搭设 • 网架结构的安装 • 支撑架的拆除。
43
1. 高空散装法
施工方法特点： • 最原始、最简单的施工方法。功效低下但安全 性高； • 材料用量很大，耗时较多，安装总工期长； • 结构杆件及节点的重量应在工人操作的限度内。
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。
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2）肋环斜杆型 (Schwedler System)
肋环+ 斜杆 斜杆的作用是增强网壳的刚度 和抵抗非对称荷载的能力。 整体刚度好，适用于大、中型 网壳
左单斜杆
左右单斜杆
双斜杆
无纬向杆
37/74
3）联方型 (Rhombic System)
无 纬 向 杆 有 纬 向 杆
由人字形斜杆组成菱形网格，斜杆夹角为30~50度 造型美观，适用于大、中型网壳
29/74
鞍壳的力量
30/74
双曲抛物面网壳工程实例
石景山体育馆 哈工大体育馆
德阳体育馆
广州亚运会摔跤馆
31/74
切割、组合曲面
球 面 切 割 网 壳
32/74
33/74
二、球面网壳网格形式
网格划分原则：杆件种类少，网格面积均匀，节点 连接的杆件数不宜太多，相邻杆件的夹角不宜太小。
34/74
72/74
5）柱面网壳的网格布置选择
• 大跨度宜采用具有三角形网格的形式； • 小跨度：单斜杆型、人字形、联方型 • 大跨：三向网格型、 交叉斜杆型
73/74
6）在满足使用要求的前提下，宜尽可能缩小跨 度，采用多跨连续的方式。
1）与建筑平面及造型相协调
• 圆形平面——球壳、组合柱壳和组合双曲抛物面壳
• 矩形平面——柱面、双曲抛物面和椭圆抛物面网壳
• 狭长平面——柱面网壳 • 菱形平面——双曲抛物面网壳 • 三角形、多边形平面 ——各种网壳的切割组合
66/74
美国麻省理工学院（MIT）礼堂
（球壳平面为正三角形）
67/74
的几 结何 对 构特 于 力点 每 量， 种 。还 形 应状 理， 解不 其仅 内应 部了 蕴解 含其
22/74
球面
柱面
椭圆抛物面(双曲扁壳)
矩形平面
菱形平面
双曲抛物面（鞍形壳）
双曲抛物面之组合
1）球面
圆球面网壳、椭圆球面网壳 和抛物线球面网壳
球壳的力量
23/74
2）柱面
圆柱面网壳、椭圆柱面网壳 和抛物线柱面网壳
A.交叉桁架体系
B.肋环型四角锥
47/74
双层联方型球壳
双层短程线球壳
平板组合式球壳
48/74
三、柱面网壳网格形式
1）单层柱面网壳
单斜杆型柱面网壳 人字形柱面网壳
刚度较差，适用于中、小型网壳
49/74
悉尼国际水上运动中心
50/74
双斜杆型
联方型
三向网格型
双斜杆型连接复杂 联方型网格刚度差 三向型网格刚度最好
6/74
美国塔科马市体育馆
Tacoma Dome, USA, 1983
胶合木网壳，短程线 D=160m，h=46m
世界最大
7/74
名古屋体育馆
Nagoya Dome, Japan，1997
单层球面网壳 短程线 D=187m
8/74
福冈穹顶
Fukuoka Dome, Japan，1993
可开启网壳结构，D=222m
51/74
为提高刚度和稳定性，对于长柱壳应设横向肋
汉堡博物馆庭院
52/74
2）双层柱面网壳
主要有交叉桁架体系和四角锥、三角锥体系。
53/74
四角锥柱面网壳的主要形式
54/74
三角锥柱面网壳 抽空三角锥柱面网壳
双层柱壳的 上下弦杆可能 都受压。
55/74
四、椭圆抛物面网壳网格形式
试分析下列网格的划分特点
三向型
单斜杆型
联方型
56/74
五、双曲抛物面网壳网格形式
正交正放型
正交斜放型
57/74
六、局部双层网壳网格形式
单层网壳的承载力主要由稳定控制，材料的实 际工作应力仅为允许应力的1/10~1/6。 为提高单层网壳的承载力，并获得简洁明快的 视觉效果，可采用局部双层网壳。 1）周边双层中部单层网壳
2）局部抽空双层网壳
8. 2000年，哈工大体育场，悬挑跨度35.8米，当时国内 悬挑跨度最大
13/74
哈尔滨工业大学体育馆
HIT Gymnasium, Harbin
14/74
哈尔滨工业大学体育馆
HIT Gymnasium, Harbin
15/74
北京奥运会老山自行车馆
Laoshan Cycling Gymnasium, Beijing, 2007
几何构成方法 先由n(n＝6、8、12……)根 经向杆把球面分为n个对称扇形 曲面，然后在每个扇形曲面内再 由纬向杆和斜向杆划分。 旋转划分 + 平行划分 特点 网格大小匀称，内力分布 均匀，适用于大、中型网壳
K8
40/74
K6
新奥尔良超级穹顶
New Orleans Superdome, USA, 1975
• 椭圆抛物面和双曲抛物面网壳应通过边缘构 件将荷载传递给下部结构
62/74
• 双层网壳应按实际构造采用有侧移或无侧移 的铰支座
• 单层网壳可采用不动铰支座、刚性支座或弹 性支座
• 网壳边缘宜设置具有足够刚度的边缘构件， 以避免应力集中
63/74
支座水平推力的处理可采用：
① 加水平拉杆
② 结构落地
柱 壳 的 力 量
24/74
柱面网壳按其支承和长度分为短壳（L/R0.5）、 中长壳（0.5<L/R2.5）、长壳（L/R>2.5）和筒壳。 • 短壳的荷载沿两个方向传递； • 长壳多为端部支承，荷载沿长度方向传递； • 筒壳受力性能与拱类似。
25/74
3）椭圆抛物面（双曲扁壳）
• 一种抛物线平移曲面
11/74
5. 1989年，石景山体育馆，组合双曲抛物面网壳，正三 角形平面，边长99.7m ，矢高13.3m 6. 1995年，黑龙江速滑馆，柱面与球面组合网壳，轮廓 尺寸86m×195m，覆盖面积15000，亚洲面积最大
12/74
7. 1994年，哈工大体育馆，单双层组合鞍型网壳, 八边 形平面，64.2m×58m
球面网壳的网格划分 主要有6种形式： • 肋环型
• 施威德勒型
• 联方型 • 凯威特型 • 三向网格型 • 短程线型
35/74
1）肋环型 (Rib-Ring System)
只有经向和纬向杆件，大部分网格呈梯形 除顶部节点外，构造简单 杆件承受弯矩，整体刚度差 适用于中、小型网壳
试分析图中有几种杆件和节点形式？
16/74
Ring truss
O
1
1
149536
y
A
x 149536 Plan view 1-1
B
Double-layer reticulated dome 2800 V-shaped columns 28340
17/74
18/74
§3.2 网壳结构选型
3.2.1 网壳结构的基本类型 3.2.2 网壳结构的支承设置
L≤60m
70/74
3）双层网壳可采用铰接节点，单层网壳宜采用 刚接节点
球形节点
碗形节点
柱形节点
刚性节点1
焊接球节点
刚性节点2
71/74
4）球面网壳的网格布置选择
• 大跨度宜采用具有三角形网格的形式；
• 宜避免构件密集 • 小跨度：肋环型、Schwedler型、联方型 • 大跨度：三向网格型、 Kiewitt型、短程线型
双曲抛物面网壳几何尺寸选用
示意图 平面尺寸 L1/L2 矢跨比 f/L 双层壳厚度 h/L2 单层壳跨度 L2
≤2
1/2~1/4
1/20~1/50
≤60m
双曲扁壳几何尺寸选用
示意图 平面尺寸 L1/L2 矢跨比 f/L 双层壳厚度 h/L2 单层壳跨度 L2
≤1.5
1/4~1/8
1/20~1/50
《大跨空间结构》之
3.网壳结构 (上)
Reticular Shell
主讲人：钱宏亮 哈尔滨工业大学
内容
3.1 概述
3.2 网壳结构选型
3.3 网壳结构分析
3.4 网壳结构设计
3.5 网壳结构施工
1/74
§3.1 概 述
网壳是一种曲面型空间网格结构，兼具网架结 构和薄壳结构的特点。
空间杆系
+
面内受力
③ 增加下部结构刚度（加扶壁、斜撑）
64/74
边缘约束构件应满足刚度要求，并与网壳结 构一起进行整体计算；
刚度设计问题：
① 从释放温度应力及次应力考虑：支承及 约束应减弱或设计得柔一些；
② 从结构的稳定性考虑：支承结构应设计
得刚一些。
设计时需兼顾以上两方面，对结构进行刚度
调整。
65/74
§3.2.3 网壳结构的选型原则
3.2.3 网壳结构选型原则
19/74
§3.2.1 网壳结构的基本类型
一、网壳结构分类
•按结构组成分：
单层网壳、双层网壳
单层网壳
双层网壳
20/74
•按高斯曲率分： 零高斯曲率、正高斯曲率、负高斯曲率
高斯曲率
1 1 K k1 k 2 R1 R2
K=0
K>0
K<0
21/74
•按曲面形状分： 球面、柱面、椭圆抛物面、双曲抛物面
• 不宜太扁 1/8≤ f/b ≤1/5
• 两个方向性能接近 a/b≤2
几 何 构 成
26/74
双曲扁壳的力量
27/74
双曲扁壳工程实例
北京站候车厅（35x35m）1958
北京网球馆（42x42m）1964
28/74
2）肋环斜杆型 (Schwedler System)
肋环+ 斜杆 斜杆的作用是增强网壳的刚度 和抵抗非对称荷载的能力。 整体刚度好，适用于大、中型 网壳
左单斜杆
左右单斜杆
双斜杆
无纬向杆
37/74
3）联方型 (Rhombic System)
无 纬 向 杆 有 纬 向 杆
由人字形斜杆组成菱形网格，斜杆夹角为30~50度 造型美观，适用于大、中型网壳
29/74
鞍壳的力量
30/74
双曲抛物面网壳工程实例
石景山体育馆 哈工大体育馆
德阳体育馆
广州亚运会摔跤馆
31/74
切割、组合曲面
球 面 切 割 网 壳
32/74
33/74
二、球面网壳网格形式
网格划分原则：杆件种类少，网格面积均匀，节点 连接的杆件数不宜太多，相邻杆件的夹角不宜太小。
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5）柱面网壳的网格布置选择
• 大跨度宜采用具有三角形网格的形式； • 小跨度：单斜杆型、人字形、联方型 • 大跨：三向网格型、 交叉斜杆型
73/74
6）在满足使用要求的前提下，宜尽可能缩小跨 度，采用多跨连续的方式。
1）与建筑平面及造型相协调
• 圆形平面——球壳、组合柱壳和组合双曲抛物面壳
• 矩形平面——柱面、双曲抛物面和椭圆抛物面网壳
• 狭长平面——柱面网壳 • 菱形平面——双曲抛物面网壳 • 三角形、多边形平面 ——各种网壳的切割组合
66/74
美国麻省理工学院（MIT）礼堂
（球壳平面为正三角形）
67/74
的几 结何 对 构特 于 力点 每 量， 种 。还 形 应状 理， 解不 其仅 内应 部了 蕴解 含其
22/74
球面
柱面
椭圆抛物面(双曲扁壳)
矩形平面
菱形平面
双曲抛物面（鞍形壳）
双曲抛物面之组合
1）球面
圆球面网壳、椭圆球面网壳 和抛物线球面网壳
球壳的力量
23/74
2）柱面
圆柱面网壳、椭圆柱面网壳 和抛物线柱面网壳
A.交叉桁架体系
B.肋环型四角锥
47/74
双层联方型球壳
双层短程线球壳
平板组合式球壳
48/74
三、柱面网壳网格形式
1）单层柱面网壳
单斜杆型柱面网壳 人字形柱面网壳
刚度较差，适用于中、小型网壳
49/74
悉尼国际水上运动中心
50/74
双斜杆型
联方型
三向网格型
双斜杆型连接复杂 联方型网格刚度差 三向型网格刚度最好
6/74
美国塔科马市体育馆
Tacoma Dome, USA, 1983
胶合木网壳，短程线 D=160m，h=46m
世界最大
7/74
名古屋体育馆
Nagoya Dome, Japan，1997
单层球面网壳 短程线 D=187m
8/74
福冈穹顶
Fukuoka Dome, Japan，1993
可开启网壳结构，D=222m
51/74
为提高刚度和稳定性，对于长柱壳应设横向肋
汉堡博物馆庭院
52/74
2）双层柱面网壳
主要有交叉桁架体系和四角锥、三角锥体系。
53/74
四角锥柱面网壳的主要形式
54/74
三角锥柱面网壳 抽空三角锥柱面网壳
双层柱壳的 上下弦杆可能 都受压。
55/74
四、椭圆抛物面网壳网格形式
试分析下列网格的划分特点
三向型
单斜杆型
联方型
56/74
五、双曲抛物面网壳网格形式
正交正放型
正交斜放型
57/74
六、局部双层网壳网格形式
单层网壳的承载力主要由稳定控制，材料的实 际工作应力仅为允许应力的1/10~1/6。 为提高单层网壳的承载力，并获得简洁明快的 视觉效果，可采用局部双层网壳。 1）周边双层中部单层网壳
2）局部抽空双层网壳
8. 2000年，哈工大体育场，悬挑跨度35.8米，当时国内 悬挑跨度最大
13/74
哈尔滨工业大学体育馆
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14/74
哈尔滨工业大学体育馆
HIT Gymnasium, Harbin
15/74
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Laoshan Cycling Gymnasium, Beijing, 2007
几何构成方法 先由n(n＝6、8、12……)根 经向杆把球面分为n个对称扇形 曲面，然后在每个扇形曲面内再 由纬向杆和斜向杆划分。 旋转划分 + 平行划分 特点 网格大小匀称，内力分布 均匀，适用于大、中型网壳
K8
40/74
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新奥尔良超级穹顶
New Orleans Superdome, USA, 1975
• 椭圆抛物面和双曲抛物面网壳应通过边缘构 件将荷载传递给下部结构
62/74
• 双层网壳应按实际构造采用有侧移或无侧移 的铰支座
• 单层网壳可采用不动铰支座、刚性支座或弹 性支座
• 网壳边缘宜设置具有足够刚度的边缘构件， 以避免应力集中
63/74
支座水平推力的处理可采用：
① 加水平拉杆
② 结构落地
柱 壳 的 力 量
24/74
柱面网壳按其支承和长度分为短壳（L/R0.5）、 中长壳（0.5<L/R2.5）、长壳（L/R>2.5）和筒壳。 • 短壳的荷载沿两个方向传递； • 长壳多为端部支承，荷载沿长度方向传递； • 筒壳受力性能与拱类似。
25/74
3）椭圆抛物面（双曲扁壳）
• 一种抛物线平移曲面
11/74
5. 1989年，石景山体育馆，组合双曲抛物面网壳，正三 角形平面，边长99.7m ，矢高13.3m 6. 1995年，黑龙江速滑馆，柱面与球面组合网壳，轮廓 尺寸86m×195m，覆盖面积15000，亚洲面积最大
12/74
7. 1994年，哈工大体育馆，单双层组合鞍型网壳, 八边 形平面，64.2m×58m
球面网壳的网格划分 主要有6种形式： • 肋环型
• 施威德勒型
• 联方型 • 凯威特型 • 三向网格型 • 短程线型
35/74
1）肋环型 (Rib-Ring System)
只有经向和纬向杆件，大部分网格呈梯形 除顶部节点外，构造简单 杆件承受弯矩，整体刚度差 适用于中、小型网壳
试分析图中有几种杆件和节点形式？
16/74
Ring truss
O
1
1
149536
y
A
x 149536 Plan view 1-1
B
Double-layer reticulated dome 2800 V-shaped columns 28340
17/74
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§3.2 网壳结构选型
3.2.1 网壳结构的基本类型 3.2.2 网壳结构的支承设置
L≤60m
70/74
3）双层网壳可采用铰接节点，单层网壳宜采用 刚接节点
球形节点
碗形节点
柱形节点
刚性节点1
焊接球节点
刚性节点2
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4）球面网壳的网格布置选择
• 大跨度宜采用具有三角形网格的形式；
• 宜避免构件密集 • 小跨度：肋环型、Schwedler型、联方型 • 大跨度：三向网格型、 Kiewitt型、短程线型
双曲抛物面网壳几何尺寸选用
示意图 平面尺寸 L1/L2 矢跨比 f/L 双层壳厚度 h/L2 单层壳跨度 L2
≤2
1/2~1/4
1/20~1/50
≤60m
双曲扁壳几何尺寸选用
示意图 平面尺寸 L1/L2 矢跨比 f/L 双层壳厚度 h/L2 单层壳跨度 L2
≤1.5
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《大跨空间结构》之
3.网壳结构 (上)
Reticular Shell
主讲人：钱宏亮 哈尔滨工业大学
内容
3.1 概述
3.2 网壳结构选型
3.3 网壳结构分析
3.4 网壳结构设计
3.5 网壳结构施工
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§3.1 概 述
网壳是一种曲面型空间网格结构，兼具网架结 构和薄壳结构的特点。
空间杆系
+
面内受力
③ 增加下部结构刚度（加扶壁、斜撑）
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边缘约束构件应满足刚度要求，并与网壳结 构一起进行整体计算；
刚度设计问题：
① 从释放温度应力及次应力考虑：支承及 约束应减弱或设计得柔一些；
② 从结构的稳定性考虑：支承结构应设计
得刚一些。
设计时需兼顾以上两方面，对结构进行刚度
调整。
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§3.2.3 网壳结构的选型原则
3.2.3 网壳结构选型原则
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§3.2.1 网壳结构的基本类型
一、网壳结构分类
•按结构组成分：
单层网壳、双层网壳
单层网壳
双层网壳
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•按高斯曲率分： 零高斯曲率、正高斯曲率、负高斯曲率
高斯曲率
1 1 K k1 k 2 R1 R2
K=0
K>0
K<0
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•按曲面形状分： 球面、柱面、椭圆抛物面、双曲抛物面
• 不宜太扁 1/8≤ f/b ≤1/5
• 两个方向性能接近 a/b≤2
几 何 构 成
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双曲扁壳的力量
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双曲扁壳工程实例
北京站候车厅（35x35m）1958
北京网球馆（42x42m）1964
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