2结构选型-网壳

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1、网壳结构是曲面型的网格结构，即由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。具有杆系结构和薄壳结构的特性，受力合理,覆盖跨度大，施工简便，可创造新颖的建筑造型，是有着广阔前景的空间结构。优点：1、网壳结构的杆件主要承受轴力，内力分布均匀，应力峰值较小，可充分发挥出来强度作用。2、具有丰富的造型。3、杆件尺寸与整个网壳结构的尺寸相比很小。4、网壳结构中网格的杆件可以用直杆代替曲杆。缺点：1、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。2、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

2、工难度大。3、网壳的失高很大时，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。4、这些问题在大跨度网壳中显得更加突出。1、网壳的分类网壳的分类是依据曲面结构的特征，支承数目、位置、形式，杆件材料和节点形式等划分。1.1、按高斯曲率分类①零高斯曲率网壳K]=0©HO②正高斯曲率网壳两个方向主曲率同号KPK2>0③负高斯曲率网壳两个方向主曲率异号k1+k2

3、稳定性差，刚度不如双斜杆柱面网売。双向和三向网格型柱面网壳，具有较好的刚度和稳定性，杆件规格较单一，经济合理。②单层球面网壳I.梯形（肋环型球面网壳）只有经向杆和纬向杆件，无斜杆，大部分网格呈四边形，节点构造简单，节点为刚性连接，且存在节点弯矩，适用于中、小跨度的穹顶。II、菱形（无纬向杆联方型网壳）由左斜杆与右斜杆构成菱形网格，斜杆夹角为30°~50。,规律性明显，造型优美，构件一般为木材、工字钢、槽钢和碗构件。IIL三角形（有纬向杆联方型、施威德勒型网壳）在菱形网格上增设纬向杆，形成三角形网格，提高了网壳的稳定性和刚度，适用于中、大跨度的穹顶。施威德勒型网壳：

4、由经向、环向和斜向网肋构成。节点上汇交杆件少,应用广泛。（2）双层网壳由两个同心或不同心的单层网壳经斜腹杆连接而成。①交叉桁架体系是由两个或三个方向的平行桁架交叉构成。构造简单，设计参普通钢桁架。②角锥体系主要包括：三角锥、四角锥、六角锥等形式。双层柱面网壳的网格形式：正放四角锥柱面网壳、正放抽空四角锥柱面网壳、斜置正放四角锥柱面网壳、三角锥柱面网壳、抽空三角锥柱面网壳刚度大，杆件少，最常用，适用于小跨度，轻屋面（3）变厚度网壳釆用网壳厚度不等或局部网壳厚度改变。1.3、按材料分类材料的选择取决于网壳形式、跨度与荷载、计算模型、节点体系、材料来源于价格，以及制造与

5、安装条件。①钢筋混凝土网壳：自重大，节点构造复杂。②钢网壳：使用广泛。③铝合金网壳：自重轻、强度高、耐腐蚀，易于加工、制造和安装。④木网壳：经济，易于加工制造各种形式。⑤塑料网壳及其他材料：自重轻、强度高、可透明、耐腐蚀、耐磨损,易于工厂加工。2、网壳结构的选型网壳结构的选型应对建筑使用功能、美学、空间利用、工程的平面形状与尺寸、荷载类别与大小、边界条件、屋面构造、材料、节点体系、制作与施工等因素综合考虑。(1)满足建筑使用要求对于高、大跨度的网壳结构应与建筑紧密配合，使网壳结构与建筑造型一致，与周围环境协调，整体比例适当。①立面设计建筑空间大，可选用矢高较大的球

6、面或柱面网壳；建筑空间小，可选用矢高较小的双曲扁网壳或落地式抛物面网壳；建筑空间大，但矢高受到控制，可选择网壳支承于墙或柱上①平面设计平面为圆形，可选用球面网壳、组合柱面或组合双曲抛物面网壳；平面为正方形或矩形，可选用柱面、双曲扁网壳或双曲抛物面网壳；平面为狭长时，可选用柱面网壳；平面为菱形时，可选用双曲抛物面网壳；平面为三角形或多边形时，可选用柱面、球面或双曲抛物面等作适当的切割或组合。②网壳跨度跨度较小，荷载对称且较小，可选用单层网壳，用钢量少;跨度较大，可选用双层网壳，提高稳定性且经济。非对称荷载较大时，杆件和节点会产生位移，发生儿何变化，改变结构内力分布，

7、慎用单层网壳；(2)考虑工程的经济性①网格数和网格尺寸网格尺寸太大，压杆的稳定不利；网格尺寸太小，构件数和节点数增多，增加用钢量；矢跨比越大，网壳表面积越大，屋面用材量多,但侧推力小。矢跨比经验数据：柱面网壳的矢跨比如出单层柱面网壳的矢跨比宜大于V5球面网壳的矢跨比V2-1/7②支承条件包括支承的位置、数目、种类和楼层的支承标高。支承数目越多，杆件内力分布愈均匀；支承刚性愈大，节点挠度愈小，网壳的横向稳定性愈大，但节点和基础的造价愈高。