第五章网壳结构ppt课件.ppt

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1、第五章网壳结构网壳结构的形式与选型网壳结构分析网壳结构的杆件设计和节点构造网壳结构的施工和验收第一节网壳结构的形式与选型网壳结构：杆件按一定规律布置，通过节点连接而成的曲面状空间杆系结构。受力特点：以薄膜内力为主要受力模式。网壳结构外型美观，能适应各种复杂的建筑造型需要。网壳分类：高斯曲率：正高斯曲率、零高斯曲率、负高斯曲率曲面外形：旋转曲面壳、移动曲面壳、组合曲面壳层数：单层网壳、双层网壳壳体的基本曲面：典型曲面（几何学曲面）不论其曲面形式如何，总可以用几何学方程表达。非典型曲面不易用几何学方程表达

2、的曲面。网壳结构中常用的形式有：柱面网壳柱面网壳按其支承情况和长度分为短壳（L/R0.5）、中长壳（0.52.5）和筒壳。短壳常用单波多跨的形式，一般沿长边多点支承，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，结构主要起梁的作用，常用多波单跨的形式；筒壳是在周边节点上均设支座，受力性能与单位宽度的平行拱类似，由于其受力较均匀，空间刚度大，应用较广。四角锥体系单层柱面网壳柱面网壳单斜杆柱面网壳双层柱面网壳弗普尔柱面网壳交叉斜杆型柱面网壳联方网格型柱面网壳

3、三向网格型柱面网壳正放四角锥柱面网壳斜置正放四角锥柱面网壳抽空正放四角锥柱面网壳交叉桁架体系三角锥体系三角锥柱面网壳抽空三角锥柱面网壳（a）单斜杆型（b）弗普尔型（c）联方型（d）三向网格型（e）交叉斜杆型单层柱面网壳单斜杆型与交叉斜杆型相比，前者杆件数量少，杆件连接易于处理，但刚度稍差，适于小跨度、小荷载网架；联方网格杆件数量最少，杆件长度统一，节点上只有四个杆件，节点构造简单，刚度较差；三向网格刚度最好、杆件数量较少。悉尼国际水上运动中心双层柱面网壳正放四角锥抽空四角锥斜置正放四角锥三角锥柱面网壳

4、抽空三角锥柱面网壳清华大学游泳馆柱面网壳的组合应用——成渝高速路二郎收费站大英博物馆球面网壳当跨度较小时可以采用单层，也可采用双层。球面网壳的网格分割方法很多，主要有：单层球面网壳球面网壳肋环型球面网壳双层球面网壳施威德勒球面网壳联方型球面网壳三向网格型球面网壳凯威特型球面网壳短程线球面网壳联方型四角锥球面网壳交叉桁架体系肋环型四角锥球面网壳角锥体系联方型三角锥球面网壳平板组合式球面网壳联方型球面网壳——无纬向杆肋环型球面网壳联方型球面网壳——有纬向杆适于大中跨度适于中小跨度斯威德勒型球面网壳（肋环斜

5、杆型）单斜杆型无环杆的交叉斜杆型交叉斜杆型适于大中跨度凯威特型球面网壳适于大中跨度三向网格型球面网壳适于中小跨度子午线球面网壳短程线球面网壳肋环型四角锥球面网壳(局部三角锥)肋环型桁架球面网壳凯威特型三角锥球面网壳凯威特桁架球面网壳蒙特利尔世博会球面网壳通过一定形式的切割，还可以切割出各种不同的平面形状及造型。双曲抛物面网壳（扭壳）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，即其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。正交正放类正交

6、斜放类双曲抛物面网壳双向斜杆型双曲抛物面网壳压斜杆型双曲抛物面网壳拉斜杆型双曲抛物面网壳二向正交型双曲抛物面网壳网壳结构的选型根据跨度大小、刚度要求、平面形状、支承条件、制作安装以及技术经济指标综合考虑。双层网壳可采用铰接节点，单层网壳采用刚接节点；双层网壳适合大中跨度的结构，中小跨度可采用单层网壳；跨度大时，宜采用矢高大的球面或柱面网壳；跨度小时，可选用矢高较小的双曲扁壳或双曲抛物面壳；网壳结构除竖向反力外，会产生水平推力，应设置边缘构件承受水平推力。边缘构件应具有足够的刚度，可作为结构的组成部分进

7、行协调分析计算。优先采用结构稳定性较好的体系：球面网壳：小跨度：肋环型；大跨度：三向网格型、凯威特型、短线程型柱面壳小跨度：联方型大跨度：可形成三角型网格的类型容许扰度普通网壳挠度≤短向跨度的1/400；悬挑网壳挠度≤悬挑长度的1/200；网壳尺寸跨度≤50m，1.5-3.0m；跨度50~100m，2.0-3.5m；跨度≥100m，2.5~4.0m。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

8、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。网壳结构的受力特性第二节网壳结构分析网壳结构的刚度特性传统结构一般仅对结构的刚度提出控制性要求，但对于网壳结构（包括大跨度结构），还应进行刚度设计，因为刚度将影响网壳结构的稳定性能，同时直接影响结构的静力特性。刚度设计需兼顾两方面：①从释放温度应力及次应力考虑